專利名稱：以有減少的閥門和管線數(shù)量的模擬移動(dòng)床分離的方法和設(shè)備的制作方法
以有減少的岡門和管線數(shù)量的模擬移動(dòng)床分離的方法和設(shè)備發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明涉及難以通過(guò)蒸餾分離的天然產(chǎn)品或化學(xué)產(chǎn)品的分離領(lǐng)域。使用已知為"色譜"或"模擬移動(dòng)床"或"模擬逆流"或"模擬并流"
方法或分離設(shè)備的一個(gè)家族的方法和相關(guān)設(shè)備，我們下面稱作"SMB"。所涉及領(lǐng)域的非窮舉性的列表是 正鏈烷烴與支鏈烷徑、環(huán)烷烴和芳族烴的分離； 烯烴/鏈烷烴分離；
對(duì)二甲苯與C8芳族烴的其它異構(gòu)體的分離； 間二甲苯與C8芳族烴的其它異構(gòu)體的分離； 乙基苯與C8芳族烴的其它異構(gòu)體的分離。
除石油精煉和石油化工外，還有許多其它應(yīng)用，其中包括葡萄糖/果糖分離，甲酚類的各種位置異構(gòu)體的分離，旋光異構(gòu)體分離，等等。
現(xiàn)有技術(shù)
SMB色譜分離在現(xiàn)有技術(shù)中為大家所熟知的。通常，才莫擬移動(dòng)床包括至少三個(gè)色譜分離區(qū)，有利地為四個(gè)或五個(gè)，這些區(qū)中的每一個(gè)是由至少一個(gè)床或柱的一部分組成，并且包括在兩個(gè)相繼的供應(yīng)或排出點(diǎn)之間。典型地，供應(yīng)需要進(jìn)行分餾的至少一種原料F和解吸附劑D(有時(shí)稱作洗脫劑)，并排除至少一種提余液R和提取物E。供應(yīng)和排出點(diǎn)隨著時(shí)間推移而改變，典型地按照同步方式向著床的底部方向移動(dòng)。
許多有利的變型能夠通過(guò)進(jìn)行不同步的變換來(lái)改進(jìn)該類型的設(shè)備單元(umt)的功能，筒單地說(shuō)，異步的變換用于補(bǔ)償再循環(huán)泵的無(wú)用(dead)體積，如在US-5 578 215中所指明，用于以恒定的循環(huán)速率讓再循環(huán)泵工作以消除急流速率和壓力，如在US-5 762 806中所指明，或最終用至少兩個(gè)床進(jìn)行操作。如在US-6 136 198, US-6 375 839, US-6 712 973和US-6 413 419中所指明，這后一種變型，已知為Vanco1⑧。自然地，這三種變型可以相結(jié)合。
應(yīng)該指出的是，讓輸入和輸出流體與在吸附柱中布置的床實(shí)現(xiàn)連通的多向旋轉(zhuǎn)閥僅僅允許同步類型的變換(permutation)。因?yàn)椴煌降淖儞Q，多個(gè)開(kāi)關(guān)閥是極重要的。下面描述該技術(shù)方面。
現(xiàn)有技術(shù)已詳細(xì)描述了在模擬移動(dòng)床中進(jìn)行原料的分離的各種設(shè)
備和方法。所列舉的具體專利是US-2 985 589, US-3 214 247, US-3 268605, US-3 592 612, US-4 614 204， US陽(yáng)4 378 292, US-5 200 075和US-5316 821,這些專利也提供了 SMB的功能的細(xì)節(jié)。
SMB設(shè)備典型地包括至少 一個(gè)柱(和常常兩個(gè))，布置在該柱中的吸附床Ai,這些床被板Pi分隔開(kāi)且(該板)有腔室Ci用于將流體分布進(jìn)各個(gè)吸附床中和/或從各個(gè)吸附床提取所述流體，以及用于流體的順序分布和提取的控制設(shè)備。
各個(gè)板Pi典型地包括經(jīng)由管線或"分布/提取歧管"供料的多個(gè)分配器-混合器-提取器面板或"DME"。該板可以具有類型和任何幾何結(jié)構(gòu)，特別是具有形成柱截面的相鄰片段的板，例如具有帶有角度的片段如在US-6 537 451的圖8中所示的那些片段的板，這些板是對(duì)稱地(歧管)供料的，或平行片段如在周圍的斷流器，如在已出版的專利申請(qǐng)US-03/0,127,394中所表明的，這些是雙-對(duì)稱方式供料的。優(yōu)選，分離柱包括平行片段型DME板和雙-對(duì)稱的供料器(根據(jù)本發(fā)明，術(shù)語(yǔ)"板(panels)"或"片段(segments)"應(yīng)該同樣地使用)。還優(yōu)選，吸附劑是致密填裝的。這意味著在給定的柱中可以使用更大量的吸附劑并且提高期望的產(chǎn)物的純度和/或SMB流動(dòng)速率。
在各個(gè)床上的分配則要求來(lái)自前一個(gè)床的通量(沿著柱的主軸向前移動(dòng)的主要流體^皮收集下來(lái)，在所述床中注入輔助流體或二次流體且同時(shí)混合兩種流體到最佳可能的程度的可能性，或分出所收集流體的 一部分，提取該流體并從設(shè)備中送出以及將流體再分配到下一個(gè)床上的可能性。
為此目的，有可能在板Pi中使用供分配(注入/提取)用的腔室Ci,k,它們可以是單獨(dú)的或是混合室常見(jiàn)的情況。具有一個(gè)或多個(gè)腔室的板Pi是已知的，它在給定的時(shí)間中單獨(dú)供應(yīng)(或排除)不同的流體，或在給定的時(shí)間中同時(shí)和并行供應(yīng)(排出)同一流體。在第一種情況下，該板據(jù)說(shuō)具有多個(gè)分配網(wǎng)絡(luò)，和在第二種情況下它具有單個(gè)分配網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明僅僅涉及包括具有單個(gè)分配網(wǎng)絡(luò)的板的設(shè)備。
通常，全部的流體或主要的通量按照在US-2 985 589中描述的方式穿過(guò)柱，或大部分或全部的該通量按照在US-5 200 075中/>開(kāi)的方法,皮排空。
全部SMB設(shè)備遇到的普遍問(wèn)題是使得各個(gè)區(qū)中遇到的液體所產(chǎn)生的污染，以及在SMB操作過(guò)程中使到達(dá)/來(lái)自板的流體到達(dá)供應(yīng)和排出點(diǎn)的供應(yīng)和排除管路的體積最小化。當(dāng)在該操作序列中板Pi的管線、腔室或供應(yīng)區(qū)不再由工藝流體沖洗時(shí)，它變成無(wú)用區(qū)段，在該區(qū)段中液體滯止，并且^f又僅當(dāng)另一種工藝流體在其中流動(dòng)時(shí)才再次流動(dòng)。因?yàn)镾MB的性質(zhì)要求這是不同的工藝流體，在無(wú)用區(qū)中的液體必然被具有基本上不同組成的液體置換。具有基本上不同組成的流體在短時(shí)間的間隔中的混合或循環(huán)因此會(huì)導(dǎo)致了與理想操作的偏差，而理想操作排斥組成的不連續(xù)性。
進(jìn)一步的問(wèn)題在于在同一板的不同區(qū)之間的任何再循環(huán)，它因此也引起與理想操作之間的偏差。
為了克服與再循環(huán)和無(wú)用區(qū)有關(guān)的這些問(wèn)題，各種技術(shù)在現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域中是已知的
a) 早已建議了管線和無(wú)用區(qū)被解吸附劑或相對(duì)純的期望的產(chǎn)物沖洗。該技術(shù)有效地防止在提取過(guò)程中期望的產(chǎn)物的污染。然而，因?yàn)闆_洗液體典型具有的組成非常不同于它所置換的液體，這會(huì)在組成上帶來(lái)不連續(xù)性，與理想操作之間產(chǎn)生差異。該第一次沖洗工藝變型(variation)典型地進(jìn)行"在高濃度梯度下短時(shí)間沖洗，，。這些沖洗筒單地限制組成不連續(xù)性效果。
b) 如在US-5 972 224中所述，另 一個(gè)解決方案包括讓通量的主要部分通向柱的內(nèi)部和通量的少量部分(典型為通量的2%-20%)經(jīng)由在相鄰板之間的外部旁通管流向外部。該沖洗典型地大多數(shù)時(shí)間或連續(xù)地進(jìn)行，這樣該管線和區(qū)不再是"無(wú)用的"而是被沖洗的。有經(jīng)由旁通管的沖洗操作的此類系統(tǒng)已顯示在US-5 972 224的

圖1中并且按照在本申請(qǐng)的圖l中的簡(jiǎn)化版本重復(fù)。因?yàn)榕酝ü転榈土鲃?dòng)速率所設(shè)計(jì)，結(jié)果它們具有小的直徑，并且包括小直徑閥門，這降低系統(tǒng)的成本。
該系統(tǒng)的第 一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是二次流體的注入和排出管路用組成非常接近于置換液體的液體來(lái)沖洗，因?yàn)槭紫龋酝ü?人相鄰纟反派生，和其次，沖洗是基本上連續(xù)的而不是不連續(xù)的。此外，在旁通管中的流動(dòng)速率優(yōu)選進(jìn)行測(cè)定，這樣在每一個(gè)旁通管的轉(zhuǎn)移速率基本上等同于在SMB的主要通量中濃度梯度的前進(jìn)速率。因此，各個(gè)管線和容量用液體(它的組成基本上等同于在其中所見(jiàn)到的液體的組成)來(lái)沖洗，并且在旁通管中循 環(huán)的液體在一個(gè)點(diǎn)(這里，主要通量的組成基本上是相同的)被再引入。 該第二種變型因此能夠進(jìn)行"用小或零濃度梯度的長(zhǎng)時(shí)間沖洗"。
該長(zhǎng)時(shí)間沖洗系統(tǒng)(除了注入和排出時(shí)間之外)的第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它 能夠除去在同 一板的各個(gè)區(qū)之間的可能再循環(huán)的效果，這歸因于小的壓 降差異，
關(guān)于SMB的功能，SMB的受控流體分配和提取設(shè)備典型地是下列 兩種主要類型的技術(shù)中的一種
對(duì)于各板，有多個(gè)受控開(kāi)關(guān)閥用于供應(yīng)或排出流體，該閥門典型 地位于相應(yīng)一反的鄰近處，并且尤其包括，對(duì)于每一個(gè)一反Pi,至少4個(gè)受 控雙向開(kāi)關(guān)閥，分別供應(yīng)流體F和D和排出流體E和R;
或在整個(gè)裝置上供應(yīng)或排出流體的多向旋轉(zhuǎn)閥。
第一種技術(shù)使用雙通閥，它能夠大量生產(chǎn)，導(dǎo)致提高的可靠度和較 低的單元設(shè)備(umt)成本。第二種技術(shù)使用僅僅單閥，但是該單閥是多向 閥門且必然具有特殊結(jié)構(gòu)、大的尺寸并且是極其復(fù)雜的。此外，與在 Varicol i殳備中 一樣，第二種技術(shù)排除了不同步變換的可能性。
本發(fā)明涉及使用普通雙通閥的SMB,即使用如上所述的兩種技術(shù)中 的第一種。尤其，本發(fā)明涉及模擬移動(dòng)床分離的改進(jìn)設(shè)備，它包括多個(gè) 雙向開(kāi)關(guān)閥，但是與現(xiàn)有技術(shù)相比減少了數(shù)量。它能夠同時(shí)用于有同步 變換的SMB和有不同步變換的SMB,例如Varicol 。
發(fā)明的簡(jiǎn)要說(shuō)明
本發(fā)明涉及屬于主要模擬移動(dòng)床技術(shù)的用于模擬移動(dòng)床分離的改 進(jìn)設(shè)備，它使用多個(gè)受控雙向開(kāi)關(guān)閥，典型地，在低成本下大量生產(chǎn)到 所需高標(biāo)準(zhǔn)(密封性/可靠度)的標(biāo)準(zhǔn)閥門。
本發(fā)明的主要目標(biāo)中的一個(gè)是減少該類型的SMB的相對(duì)缺點(diǎn)，因 為該類型的SMB需要大量的受控雙通閱。本發(fā)明能夠減少這些閥門的 數(shù)量，同時(shí)保留了能夠提供"在小或零濃度梯度下的長(zhǎng)時(shí)間"型的無(wú)用 區(qū)的有效沖洗的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供一種設(shè)備，它需要減少數(shù)量的雙通閥但 這些閥門的開(kāi)/關(guān)頻率與現(xiàn)有技術(shù)相比沒(méi)有增加；這與減少數(shù)量的閥門一 起限制了故障的統(tǒng)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)和因此提高了系統(tǒng)的可靠性。最后，在設(shè)備的優(yōu)選變型中，大直徑閥門(它允許SMB的主要流體
在它們的標(biāo)稱流動(dòng)速率下循環(huán))的數(shù)量能夠進(jìn)一步減少。
本發(fā)明的設(shè)備可以用于新的裝置中，但是通過(guò)進(jìn)行有限的改進(jìn)，也
與安裝該設(shè)備的各種現(xiàn)有裝置兼容。它還與各種類型和幾何結(jié)構(gòu)的板P1
兼容，例如具有帶有角度的扇形面板的或具有平行片段的板，前提條件
是該板(或它的主要部分)屬于單個(gè)分配網(wǎng)絡(luò)類型。
因此，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一種措施，它能夠顯著減少主要受控閥門的數(shù)量，
與SMB方法的流體的入口/出口對(duì)應(yīng)在現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于每一個(gè)板有 至少一組的4主要網(wǎng)絡(luò)閥門用于F, D, R， E的供應(yīng)/提取。如果有四種 以上的流體，例如，如果有兩種提余液R1、 R2或如果使用富含期望的 產(chǎn)物的回流RE，則該數(shù)量能夠進(jìn)一步增加。在現(xiàn)有技術(shù)中，具有小直 徑的旁通管僅僅是輔助管線，這些管線不被流體F, D, R, E(E1)(E2)(RE) 在它們的標(biāo)稱供應(yīng)或排出流動(dòng)速率下所使用。
根據(jù)本發(fā)明，該柱或該柱的主要部分集合成疊加扇段(sector)Sk,各 扇段Sk包括2個(gè)吸附床和2個(gè)板，并且包括旁通管Lk。與現(xiàn)有技術(shù)相 反，SMB的各流體在它們的標(biāo)稱流動(dòng)速率下使用管線Lk并且使用單組 的主要網(wǎng)絡(luò)閥門(供應(yīng)或排出)/每個(gè)柱區(qū)段(而不是現(xiàn)有技術(shù)中的每一個(gè) 板)，這些閥門連接到旁通管Lk從而允許這些流體經(jīng)由Lk的循環(huán)。根 據(jù)本發(fā)明，還提供"板閥"，和限制旁通流體的流動(dòng)速率的設(shè)備，但是 閥門的總數(shù)量顯著減少，這在下面將解釋。
最后，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的特征性布置，管線Lk在柱上的連接是 在Sk內(nèi)偏移至多20。，以限制管線Lk的長(zhǎng)度和體積，并且在兩個(gè)相鄰 區(qū)段Sk和Sk+1之間偏移了在70。-110。范圍內(nèi)的平均角度，從而不致于 使得該柱具有弱的機(jī)械強(qiáng)度。該板優(yōu)選包括具有平行片段的面板 DMEi,j,它的方向?qū)反之間或每組的2個(gè)^反而發(fā)生變4匕。
本發(fā)明還涉及使用如上所述的設(shè)備進(jìn)行SMB分離的方法，尤其是 用于從含有8個(gè)碳原子的芳族烴的原料中分離對(duì)二曱苯或間二甲苯。
本發(fā)明還涉及如上所述的設(shè)備用于從含有相同數(shù)量的碳原子的芳 族烴截取餾分中分離芳族烴的用途。
本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明
通過(guò)參考圖l(現(xiàn)有技術(shù))和圖2-7(本發(fā)明的設(shè)備或設(shè)備一部分)，從下面的敘述來(lái)更好地理解本發(fā)明。
為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)中的一個(gè)，本發(fā)明因此建議一種用于通過(guò)才莫擬移 動(dòng)床吸附從包括至少 一種所需化合物的混合物中分離所述至少 一種所 需化合物的設(shè)備，它包括
至少一個(gè)柱，該柱被分成了被分配/提取板Pl分隔開(kāi)的多個(gè)吸附床
Ai,以便順序供應(yīng)和提取至少兩種供應(yīng)流體原料F和解吸附劑D,和 至少兩種排放流體；提余液R和提取物E, Pi布置在床Ai和緊鄰下級(jí) 床Ai+1之間；
設(shè)備還包括至少一個(gè)原料網(wǎng)絡(luò)F-Net，解吸附劑網(wǎng)絡(luò)D-Net,提余液 網(wǎng)絡(luò)R-Net和提取物網(wǎng)絡(luò)E-Net,這些網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)經(jīng)由包括受控雙 向隔離閥(稱作網(wǎng)絡(luò)閥)的多個(gè)中間管線連接到柱，用于順序地供應(yīng)或排 出流體F, D, R, E;
其中該柱至少在其高度的主要部分上被分成多個(gè)疊加相鄰區(qū)段Sk, 各個(gè)區(qū)段Sk是由主要包括一組的兩個(gè)相繼的吸附床和兩個(gè)分配/提取板 Pi的柱區(qū)段構(gòu)成，這些板Pi緊接著布置在該相繼吸附床之下(Sk準(zhǔn)確地 包括2個(gè)床和2個(gè)板，明顯還有相應(yīng)柱的殼的區(qū)段)；
每一個(gè)區(qū)段Sk的每一個(gè)分配/提取板Pi使用單個(gè)公用網(wǎng)絡(luò)以便用于 流體F, D, R， E的順序供應(yīng)和排出；
各個(gè)區(qū)段Sk的板Pi經(jīng)由外部旁通管Lk連接在一起，該外部旁通 管Lk經(jīng)由包括屬于板Pi的單個(gè)受控雙向隔離閥(稱作板閥Vi)的連接器 連接到Sk的各個(gè)板Pi,以便順序地供應(yīng)或排出流體F, D, R, E進(jìn)或 出Pi;
每一個(gè)所述旁通管Lk包括至少一個(gè)受控設(shè)備來(lái)限制 Lk中的流動(dòng) 循環(huán)(如受控閥門+流量計(jì)+閥門控制系統(tǒng))，該設(shè)備,皮安裝在管線Lk上或 在Sk的板Pi的板閥Vi周圍的旁通管上；
其中每一個(gè)區(qū)段Sk的旁通管Lk經(jīng)由包括單個(gè)網(wǎng)絡(luò)閥門(分別為 VFk、 VDk、 VRk、 VEk)的單個(gè)管線連接到F-Net， D-Net, R-Net和E-Net 網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)上，用于順序?qū)⑴cF, D, R, E對(duì)應(yīng)的流體供應(yīng)到所述 區(qū)段Sk中或從所述區(qū)段Sk排出；
該設(shè)備包括至少2個(gè)相鄰疊加區(qū)段Sk和Sk+1, Sk包括由外部旁通 管Lk(它經(jīng)由分別包括玲反閥Vi-1和Vi的兩個(gè)連接器連接到該柱)所連接 的板Pi-l和Pi,并且Sk+l包括由外部旁通管Lk+1(它經(jīng)由分別包括板閥Vi+1和Vi+2的兩個(gè)連"t妻器連4妻到該柱)所連接的澤反Pi+1和Pi+2;
其中柱上的Sk的兩個(gè)連接器在它們兩者之間具有相對(duì)于柱軸的偏 移角(它是零度或是20?；蚋?，在柱上的Sk+1的兩個(gè)連接器具有在它 們之間的相對(duì)于柱軸的偏移角(它是零度或是20?；蚋?，以及Sk的連 接器具有相對(duì)于Sk+1的連接器而言的在70。-110。范圍內(nèi)的平均偏移角。
與現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備相反，本發(fā)明的設(shè)備允許旁通管Lk用于循環(huán)流體 F, D, R, E,該流體經(jīng)由相應(yīng)單組的網(wǎng)絡(luò)閥門在區(qū)段Sk上供應(yīng)到SMB 和從SMB排出，但不是象現(xiàn)有技術(shù)中那樣，經(jīng)由一組的網(wǎng)絡(luò)閥門/每個(gè) 板Pi。這顯著地減少了控制閥門的總數(shù)量，即使考慮到補(bǔ)充閥門即增加 板閥Vi。
以上列舉的控制閥門網(wǎng)絡(luò)閥門和^反閥Vi,典型地是進(jìn)4亍SMB的 順序操作的高質(zhì)量閥門(可靠性，密封性，使用壽命)。
更通常的，全部的受控閥門確保SMB的順序功能網(wǎng)絡(luò)閥門，板 閥Vi,以及用于限制在Lk中流動(dòng)循環(huán)的控制設(shè)備的閥門，根據(jù)本發(fā)明 必須被認(rèn)為是被連接到該柱上并經(jīng)由用于控制SMB的順序功能的系統(tǒng) (計(jì)算機(jī)、程序控制的設(shè)備或其它等效系統(tǒng))來(lái)控制的的SMB的"主"閥。
用于SMB的順序操作的某些主閥在以上提及本發(fā)明獨(dú)特的用于 每個(gè)板Pi的閥門Vi;用于每一個(gè)區(qū)段Sk的單組的網(wǎng)絡(luò)閥門VFk、 VDk、 VRk、 VEk。然而，本發(fā)明的范圍還包括額外使用其它閥門如偶然的二級(jí) 隔離閥，典型地具有差得多的質(zhì)量，這些閥門可以是受控的或不是受控 的，但是不參與模擬移動(dòng)床的順序操作，并且，例如，其存在的目的是 為了拆除任何設(shè)備用于順序操作的泵或主閥，等等。
典型地，用于在本發(fā)明的設(shè)備中傳輸全部的流體F, D, R, E(在它 們的標(biāo)稱流動(dòng)速率下)的旁通管Lk不再是與現(xiàn)有技術(shù)中一樣的小型輔助 管線，但通常所具有的內(nèi)徑至少等于連接到Lk上的網(wǎng)絡(luò)閥門的開(kāi)口的 最大直徑，以允許流體F, D, R, E進(jìn)行循環(huán)但沒(méi)有限制容量。
因?yàn)槭褂媚軌騻鬏敶罅髁康呐酝ü躄k,受控流動(dòng)速率限制設(shè)備有利 地作為旁通管用于循環(huán)小流量(典型地為在柱中運(yùn)動(dòng)的流量的2%-20%)。 在這里使用的術(shù)語(yǔ)"旁通管循環(huán)，，是指在從板中排出柱中運(yùn)動(dòng)的流量的 (小)部分，并再引入到同一區(qū)段Sk的另一個(gè)板。術(shù)語(yǔ)"控制設(shè)備(means)" 典型地適用于從由流量計(jì)提供的信息開(kāi)始，控制閥門，典型地由連接器 (almk)程序控制。為此目的，可以使用直接安裝在管線Lk上的流速調(diào)節(jié)閥。該閥門因此典型地是蠕動(dòng)閥，而不是開(kāi)關(guān)控制閥門(它僅僅具有2
個(gè)可能的位置完全打開(kāi)，和關(guān)閉)。
然而，在本發(fā)明的優(yōu)選變型中，至少一個(gè)的旁通管Lk或優(yōu)選每一 個(gè)的旁通管Lk包括用于限制在Lk中流動(dòng)循環(huán)的控制設(shè)備(means),它不 直接安裝在Lk上，而是作為在Sk的板Pi的板閥Vi周圍的旁通管安裝 在小的二級(jí)旁通管儀上。該設(shè)備(means)通常是比Vi的開(kāi)口有更小直徑 的開(kāi)口的控制閥vi,例如具有Vi的開(kāi)口直徑的至多60%或50%的一種 直徑，例如在Vi的開(kāi)口直徑的10%-50%范圍內(nèi)。當(dāng)作為L(zhǎng)k周圍的旁通 管進(jìn)行內(nèi)部沖洗并且該內(nèi)部旁通流量需要限制(從Sk的一個(gè)板循環(huán)到Sk 的另一個(gè)板)時(shí)，板閥Vi被關(guān)閉和在Vi周圍旁通的小闊門vH皮打開(kāi)。 因此，與如果流動(dòng)限制設(shè)備是一皮設(shè)置在主要旁通管Lk上的閥門的情況 相比，小的二級(jí)旁通管lk在^反閥Vi當(dāng)中的一個(gè)(典型地是Sk的下板Pi 的閥門Vi)的周圍的使用允許使用更小開(kāi)口直徑的閥門，前者(主要旁通 管)具有4支大的直徑，因?yàn)長(zhǎng)k必須允許流體流體F, D, R, E在它們的 標(biāo)稱流動(dòng)速率下循環(huán)。
根據(jù)本發(fā)明，包括Vi的連接器必須解釋為不包括在Vi周圍的小的 二級(jí)旁通管儀，也不包括設(shè)置在Lk上的小閥門vi。該連接器因此包括 單個(gè)閥門Vi,它允許主要流體F, D, R, E的循環(huán)。
在柱底的情況下，區(qū)段Sk必須;故確定。典型地，在柱底設(shè)置的吸 附床An之下沒(méi)有板Pn，因?yàn)椴恍枰獙⒘黧w分配到緊鄰的下級(jí)床中。此 外，根據(jù)本發(fā)明，在這種情況下假設(shè)該缺失板Pn被來(lái)自柱的下輸出管 線代替，則該管線典型地連接于同 一柱的入口 (經(jīng)由再循環(huán)泵)或連接于 第二分離柱的頭部。
優(yōu)選，整個(gè)柱(頂板除外，該頂板被術(shù)語(yǔ)"區(qū)段"的定義所排除)是 由疊加相鄰區(qū)l殳Sk構(gòu)成的。
它也可以基本上由區(qū)段與2個(gè)床和2個(gè)板的結(jié)合以及一個(gè)或多個(gè)區(qū) 段與3個(gè)床和3個(gè)板的結(jié)合所構(gòu)成。最終，在不優(yōu)選的變型中，還有可 能使用根據(jù)本發(fā)明的區(qū)段Sk與2個(gè)床和2個(gè)板以及根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)供應(yīng) 的一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立^反Pi，尤其如在圖1中所示。
當(dāng)沒(méi)有4個(gè)流體網(wǎng)絡(luò)^旦有5或6個(gè)流體網(wǎng)絡(luò)時(shí)，以上對(duì)于流體F， D, R, E的4個(gè)網(wǎng)絡(luò)的情況所描述的本發(fā)明也可以類似方式使用，例如 通過(guò)使用2種提余液R1， R2和/或(富含期望的產(chǎn)物的)產(chǎn)物回流RE。因此，能夠有5或6個(gè)網(wǎng)絡(luò)闊門/每個(gè)區(qū)段Sk和管線Lk。
本發(fā)明的設(shè)備也能夠限制外部旁通管Lk和Lk+l的長(zhǎng)度，因?yàn)檫@些 管線中的每一個(gè)的連接用連接器(或旋塞(tap)，連接器也可以是在該柱上 的旋塞)被疊加或具有小的偏移角(至多20°)。這對(duì)于限制管線的內(nèi)體積 而言是有利的，當(dāng)供應(yīng)/提取流體變化時(shí)管線需要沖洗。然而，由于在兩 個(gè)相鄰的疊加區(qū)段Sk和Sk+1的連接器之間的在70°-110。范圍內(nèi)的大的 平均偏移角，由基本上疊加的各種旋塞(tap)在柱的同一母體上的積聚所 引起的柱的機(jī)械強(qiáng)度削弱問(wèn)題得到避免。
根據(jù)本發(fā)明，連接器或旋塞的術(shù)語(yǔ)"取向"適用于從柱軸上的板中 心開(kāi)始并指向該連接器(在它與該柱的連接點(diǎn)上)的取向的直線。根據(jù)定 義，在兩個(gè)連接器取向(對(duì)于兩個(gè)不同板)之間的偏移角是由這兩個(gè)板的 連接器的取向所形成的、投影到水平基準(zhǔn)面上的最小角度。它因此是總 是在
范圍內(nèi)的角度。具有〈180。的角度a的偏移角的兩個(gè)連接器 (對(duì)于兩個(gè)不同板的組裝件)的平均取向是，按照定義，與ot/2的偏移角(相 對(duì)于所述連接器的兩個(gè)取向)對(duì)應(yīng)的中值取向。在兩個(gè)區(qū)段Sk和Sk+1 的連接器之間的平均偏移角是這兩個(gè)區(qū)段的連接器的平均取向的偏移 角。
典型地，整個(gè)的柱，除了包括頂板的柱頭以及任選的包括下床和/ 或下板的柱底外，是由多個(gè)疊加2板區(qū)段組成，其中同一區(qū)段Sk的兩 個(gè)連接器具有零度或20?；蚋俚南鄬?duì)于柱軸的偏移角，以及任何兩個(gè) 疊加相鄰區(qū)|殳在它們兩者之間具有、在70°-110。范圍內(nèi)的它們的連4妻器 的平均偏移角。
下板也可屬于區(qū)段Sk,其中Lk在較低點(diǎn)連接于柱出口管線(和不再 連4妻于該柱)和因此優(yōu)選在它的兩個(gè)旋塞之間具有相同的偏移角特性(零 或20。或更少)以及這些旋塞相對(duì)于緊鄰上級(jí)區(qū)段Sk-l的那些(旋塞)而言 的平均偏移角(它典型地是在70°-110°范圍內(nèi))。
優(yōu)選，任何區(qū)段Sk的連接器在它們兩者之間具有基本上為零的偏 移角以及任何兩個(gè)相鄰的疊加區(qū)|殳在它們兩者之間具有基本上90。的它 們的連接器的平均偏移角。在這種情況下，該旁通管Lk典型地與柱的 一個(gè)母體(generatnx)平行并且因此具有最小長(zhǎng)度。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的特性，旋塞的偏移角用于改變典型地構(gòu)成這些 板的平行片段面板DMEij的取向。平行片段面板的該取向變化(或面板取向)能夠因?yàn)檫@些板的幾何結(jié)構(gòu)和它們的供應(yīng)/提取系統(tǒng)而限制流體循
環(huán)的局部不均勻性通過(guò)避免面板的均勻取向，和相反通過(guò)改變它們的 取向，優(yōu)選接近90。的角度，沿著柱的循環(huán)不均勻性的累積效應(yīng)得到避 免。作為例子，在板的局部區(qū)的較小循環(huán)將部分或完全地被位于該柱的 同 一 部分中的下板的循環(huán)的增大區(qū)所補(bǔ)償。這傾向于使產(chǎn)物的吸附前沿 (adsorption fronts)在4主的截面上相同。
根據(jù)本發(fā)明，術(shù)語(yǔ)"平行片段的方向"適用于在一個(gè)或另一個(gè)方向 上未取向的、位于水平基準(zhǔn)面上的直線，后者平行于所述的區(qū)段并穿過(guò) 該柱軸。根據(jù)定義，在(兩個(gè)不同板的)平行片段面板的兩個(gè)方向(或取向) 之間的偏移角是由這兩個(gè)板的平行片段的方向所形成的、投影到同 一 個(gè) 水平基準(zhǔn)面上的最小角度。它因此是總是包括在
范圍內(nèi)的角度。
個(gè)取向相對(duì)于另 一 個(gè)取向偏移了 <90°的角度oc)按照定義是中值方向，對(duì) 應(yīng)于oc/2的偏移角(相對(duì)于所述的兩個(gè)方向)。
因此，根據(jù)設(shè)備的板的第一種設(shè)計(jì)變型，區(qū)段Sk的每一個(gè)板Pi再 分成多個(gè)面板DMEi,j,其中平行于一個(gè)方向的區(qū)段連接于單個(gè)連接器 (EMi)以供應(yīng)流體和排出該提取流體，以及對(duì)于區(qū)段Sk的每一個(gè)板，單
角，并且對(duì)于區(qū)段Sk的平行片段面板，面板的平均方向具有相對(duì)于相 鄰區(qū)段Sk+1或Sk-1的面板的平均方向而言在70。-90°(包括端值)范圍內(nèi) 的偏移角。
該板的平行片段的方向?qū)τ谶B接器連接到該板的情況具有恒定的 偏移角，該恒定的偏移典型地是基本上0或基本上90。。
根據(jù)該變型，對(duì)于單個(gè)區(qū)段Sk的板的平行片段，面板DMEi,j的方 向因此基本上是類似的或相同的(具有至多20。的偏移角)。相反，這些板 的平行片段面板的平均方向改變了 70。-90°范圍內(nèi)的角度，當(dāng)從一個(gè)區(qū)段 Sk通入到相鄰的區(qū)段中時(shí)。因此，每?jī)蓚€(gè)板，這些面板在方向上有大的 變化(區(qū)段之間)。
在板和設(shè)備的設(shè)計(jì)的第 一種變型中，區(qū)段Sk的每一個(gè)板Pi再分成 平行于一個(gè)方向的、連接到單個(gè)連接器以供應(yīng)流體和提取排放流體的多 個(gè)片段，以及對(duì)于屬于同一區(qū)段Sk的或?qū)儆趦蓚€(gè)疊加區(qū)段的兩個(gè)疊加 相鄰板的每一個(gè)組裝件，兩個(gè)板當(dāng)中的一個(gè)板的平行片段面板的方向相對(duì)于另 一個(gè)板的平行片段的方向具有在70。-卯。(包括端值)范圍內(nèi)的偏移角。
在該變型中，單個(gè)區(qū)段Sk的兩個(gè)板的平行片段的方向基本上偏移 90°,并且當(dāng)從在Sk之下的板通過(guò)屬于更低區(qū)段Sk+1的相鄰下板時(shí)， 這同一偏移也存在。在這種情況下平行片段的方向的變化因此會(huì)在每一 個(gè)板上發(fā)生并且不再在每組的2個(gè)板(在每一個(gè)區(qū)段上)上發(fā)生，這會(huì)增 加這些區(qū)段的方向的變化。相反，因?yàn)?個(gè)連接器具有在同一區(qū)段內(nèi)的 零度或小的偏移角，在方向上的該變化則需要板的兩種不同設(shè)計(jì)，其中 片段取向偏移了90。，這將在描述附圖時(shí)進(jìn)行解釋。
典型地，旁通管Lk所具有的內(nèi)徑至少等于連接到Lk的網(wǎng)絡(luò)岡門的 最大開(kāi)口直徑。因此，，與直接連接到Lk的網(wǎng)絡(luò)閥門的開(kāi)口直徑相比 Lk的直徑不構(gòu)成對(duì)流量的限制。
正如早已提到的，SMB可用回流RE來(lái)操作，其中包括提取物或典 型富含期望的產(chǎn)物，它通過(guò)蒸餾提取物除去解吸附劑而獲得(包括大于 50%,或甚至90%或甚至99%的期望的產(chǎn)物)。優(yōu)選，本發(fā)明的設(shè)備包括 回流RE的順序供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)RE-Net,該網(wǎng)絡(luò)經(jīng)由單個(gè)大直徑管線連接到每 一個(gè)區(qū)革爻Sk。因此，該回流網(wǎng)絡(luò)按照與其它工藝流體F, D, R， E的那 些網(wǎng)絡(luò)相同的方式連接。
按類似的方式，該SMB還能夠以順序排出第二提余液r2的來(lái)操作， 并且在這種情況下本發(fā)明的設(shè)備優(yōu)選包括經(jīng)由單個(gè)大直徑管線(它包括 也具有大直徑的單個(gè)網(wǎng)絡(luò)閥門)連接到每一區(qū)段Sk上的網(wǎng)絡(luò)R2-Net。因 此，笫二種提余液網(wǎng)絡(luò):疾照與其它工藝流體F, D, R, E, (RE)的那些 網(wǎng)絡(luò)相同的方式連接。
本發(fā)明還涉及使用如上所述的設(shè)備的分離方法，其中在一個(gè)周期中 每一個(gè)管線Lk順序地用于將流體F, D, R, E在它們的標(biāo)稱流動(dòng)速率 下(經(jīng)由串聯(lián)的板閥Pi和屬于網(wǎng)絡(luò)岡門VFk、 VDk、 VRk、 V歐當(dāng)中的一個(gè) 閥門)循環(huán)進(jìn)或出Sk的每一板Pi，和其中在一個(gè)周期中Lk在其整個(gè)長(zhǎng) 度上浮皮流體F, D, R, E中的每一種所-使用。
通常，當(dāng)連接到Lk的網(wǎng)絡(luò)閥門沒(méi)有打開(kāi)時(shí)，進(jìn)行每一個(gè)旁通管Lk 的至少一部分的內(nèi)部沖洗，以及當(dāng)連接到Lk的網(wǎng)絡(luò)闊門打開(kāi)時(shí)，停止 Lk的全部?jī)?nèi)部沖洗。
優(yōu)選，其中在Sk不連接到所述流體網(wǎng)絡(luò)的任何時(shí)間段中以 連接到Sk的網(wǎng)絡(luò)閥門之一被打開(kāi)以將流體供應(yīng)到板Pl或從板Pl排出流體的
時(shí)間段緊接之前，Lk的內(nèi)部沖洗是從位于Sk中上部位置的板Pi進(jìn)行的， 并且朝向位于Sk中下部位置的壽反Pi+1或Pi+2。該內(nèi)部沖洗導(dǎo)致在板 Pi(它也需要開(kāi)口 Vi)的供應(yīng)或排出時(shí)間段之前的時(shí)間段中Vi的打開(kāi)并 且避免在這些連續(xù)的時(shí)間段之間打開(kāi)或關(guān)閉Vi。閥門的運(yùn)動(dòng)的次數(shù)的減 少會(huì)減少這些閥門的磨損并且提高設(shè)備和相關(guān)工藝的可靠性。
通常，內(nèi)部沖洗是以至少兩個(gè)和通常全部的旁通管Lk來(lái)進(jìn)4亍。典 型地，該內(nèi)部沖洗經(jīng)歷該時(shí)間的至少20%,通常至少40%或甚至至少 50%。
本發(fā)明能夠進(jìn)行一切種類的色譜分離，尤其從含有8個(gè)碳原子的芳 族烴的原料中分離對(duì)二甲苯(作為產(chǎn)物)的方法，或從含有8個(gè)碳原子的 芳族烴的原料中分離間二甲苯(作為產(chǎn)物)的方法。
通常，它允許如上所述的設(shè)備用于從含有相同數(shù)量的碳原子的芳族 烴的原料中分離任何芳族烴。
附圖的描述和所示設(shè)備的操作 本發(fā)明將容易地從附圖和說(shuō)明得到理解，其中 圖1是具有相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)閥門的現(xiàn)有技術(shù)SMB設(shè)備的一部分示意圖； 圖2用圖解法顯示了本發(fā)明的SMB設(shè)備的一部分，它包括具有2
個(gè)床和2個(gè)寺反，具有相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)閥門，^反閥和旁通管流動(dòng)速率限制閥的
區(qū)段Sk;
圖3a和3b用圖解法顯示了，對(duì)于具有2個(gè)床和2個(gè)板的區(qū)段Sk 的情況，本發(fā)明設(shè)備的中間區(qū)段和底部柱區(qū)段；
圖4用圖解法顯示了當(dāng)Lk的流量限制設(shè)備是設(shè)置在Lk上的調(diào)節(jié)閥 時(shí)，具有個(gè)2床和2個(gè)板的中間區(qū)段Sk;
絡(luò))的四個(gè)一反變型Pi;
圖6a和6b顯示在與兩個(gè)區(qū)段Sk和Sk+1對(duì)應(yīng)的4個(gè)相繼的相鄰板 的布置的兩種變型。
我們現(xiàn)在參見(jiàn)圖1,顯示了現(xiàn)有技術(shù)SMB的色譜柱的一部分。吸附 床Ai-l, Ai， Ai+1, Ai+2, Ai+3， Ai+4中的每一個(gè)布置在4反Pi畫(huà)l, Pi， Pi+1， Pi+2, Pi+3， Pi+4之上，并且這些板中的每一個(gè)經(jīng)由管線(分別為
163, 4, 5, 6， 7, 8)、經(jīng)由閥門(沒(méi)有標(biāo)識(shí))連接到4個(gè)流體網(wǎng)絡(luò)F, D, R, E當(dāng)中的每一個(gè)上。每一個(gè)板因此有4個(gè)主要閥門。此外，這些壽反經(jīng)由 包括小直徑閥門(分別為2a、 2b、 2c)的旁通管la、 lb、 lc來(lái)成對(duì)地連接， 從而允許有限的旁通流量的通過(guò)在柱中循環(huán)的流量的2%-20%。然后， 總共有4個(gè)主要閥門和對(duì)于每一個(gè)板Pi平均有0.5個(gè)小直徑閥門(一個(gè) 閥門/每2個(gè)板)，達(dá)到平均4.5個(gè)閥門/每板。
使用此類柱的SMB的功能是本領(lǐng)域中技術(shù)人員公知的。典型地， 當(dāng)沒(méi)有流體F、 D、 R、 E從經(jīng)由旁通管(在使用中暫時(shí)旁通)連接的2個(gè) 板當(dāng)中的一個(gè)中供應(yīng)或排出時(shí)，旁通管的閥門2a、 2b或2c打開(kāi)。相反， 當(dāng)流體F、 D、 R、 E中的一種被供應(yīng)或排出到經(jīng)由旁通管(在停產(chǎn)中暫時(shí) 旁通)連接的2個(gè)板當(dāng)中的一個(gè)中/從中供應(yīng)或排出時(shí)，旁通管的閥門2a 或2b或2c關(guān)閉。
圖2顯示了包括3個(gè)區(qū)段Sk、 Sk+1、 Sk+2的本發(fā)明設(shè)備的柱的一 部分，各(區(qū)段)包括2個(gè)吸附床和緊接著在下面的2個(gè)板。每個(gè)區(qū)段的 2個(gè)板經(jīng)由旁通管(分別地Lk, Lk+1， Lk+2)連接，它(旁通管)適合于將 流體F, D, R, E在它們的標(biāo)稱流動(dòng)速率下循環(huán)。每一個(gè)旁通管連接到 一組4個(gè)網(wǎng)絡(luò)閥門以供應(yīng)和排出流體。與現(xiàn)有技術(shù)相反，該組的4個(gè)閥 門不是供應(yīng)1個(gè)板而是供應(yīng)2個(gè)板。
因此，對(duì)于第一區(qū)段Sk,有4個(gè)網(wǎng)絡(luò)閥門VFk, VDk, VRk, VEk供 應(yīng)Pi-l和Pi兩者。
每一個(gè)板也經(jīng)由連接器(對(duì)于圖中的管線的水平部分)連接到相應(yīng)的 旁通管Lk或Lk+1或Lk+2,該連接器包括屬于板的單個(gè)雙向受控隔離 閥，稱作^反閥Vi-1, Vi, Vi+1, Vi+2, Vi+3, Vi+4。區(qū)l史的每一個(gè)下 板閥Vi, Vi+2, Vi+4也具有小的二級(jí)旁通管儀，該小的 二級(jí)旁通管裝有典型具有小直徑的閥門v ', vz+2, w+《
總共，對(duì)于2個(gè)板的每一個(gè)區(qū)段，有4個(gè)網(wǎng)絡(luò)闊門，2個(gè)板閥和在 二級(jí)旁通管中的小直徑閥門，即7個(gè)閥門，達(dá)到平均3.5個(gè)閥門/每板。
設(shè)備按以下方式操作
對(duì)于區(qū)段Sk,例如當(dāng)在一定的時(shí)間段中流體F, D, R, E中的一種 被供應(yīng)或排出到板Pi-l中/從板Pi-l中供應(yīng)或排出來(lái)時(shí)，相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)閥 門VFk、 VDk、 VRk、 V歐以及板闊Vi-l被打開(kāi)。因此關(guān)閉區(qū)段Sk的其它 網(wǎng)絡(luò)閥門，以及Vi和小的二級(jí)旁通閥vi。當(dāng)在另一個(gè)時(shí)間I殳中流體F, D, R, E中的一種一皮供應(yīng)到板Pi或,人 板Pi中排出來(lái)時(shí)，相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)閥門Vpk, VDk, VRk, VEk和板閥Vi都打 開(kāi)。因此關(guān)閉區(qū)段Sk的其它網(wǎng)絡(luò)閥門以及Vi-l。小的二級(jí)旁通閥vi仍 然保持關(guān)閉。
當(dāng)在第三個(gè)時(shí)間段中流體F, D, R, E既不會(huì)供應(yīng)給板Pi-1和Pi 中和也不從板Pi-l和Pi中排出來(lái)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)閥門VFk, VDk， VRk, Va都 關(guān)閉。通過(guò)打開(kāi)Vi-l,關(guān)閉Vi和打開(kāi)小的二級(jí)旁通閥vi,限制的旁通 流量然后在管線Lk中循環(huán)(從Pi-l排出和注入到Pi中)。因此，經(jīng)由儀 確保小的旁通流量。vi典型地是調(diào)節(jié)閥(漸進(jìn)式開(kāi)口)，它通過(guò)調(diào)節(jié)從流 量計(jì)(未顯示)流出的流動(dòng)速率來(lái)調(diào)控。
其它區(qū)段Sk+l， Sk+2按照類似的方式工作。
圖3a和3b用圖解法顯示了具有2個(gè)床和2個(gè)板的區(qū)段。圖3b顯 示在柱底的這樣一個(gè)區(qū)段。根據(jù)本發(fā)明，假設(shè)根據(jù)定義表示為Pi+1的 管線替代位于床Ai+1之下的板，該板在柱底不存在。
圖4顯示了具有2個(gè)床和2個(gè)板的區(qū)段Sk,其中旁通管流動(dòng)速率限 制設(shè)備不包括具有閥門vi的二級(jí)旁通管，但是包括設(shè)置在管線Sk本身 (具有相關(guān)的流動(dòng)速率測(cè)量設(shè)備，未顯示)上的較大直徑閥門9。
圖5a, 5b, 5c和5d顯示了具有平行片段面板DMEi,j(具有它們的 供應(yīng)/提取網(wǎng)絡(luò))的板Pi的各種實(shí)施方案的頂視圖。本發(fā)明不涉及該網(wǎng)絡(luò) 的分支的幾何結(jié)構(gòu)。
對(duì)于與圖5a、 5b和5c對(duì)應(yīng)的每一個(gè)板，連接到供應(yīng)/提取工藝流體 網(wǎng)絡(luò)的單個(gè)連接器EMi沿著徑向進(jìn)入該柱中并經(jīng)由徑向管線連接到柱 中心，在這里首先發(fā)生一分為二。 一系列的相繼的小分支能夠單獨(dú)地供 應(yīng)所有的面板DMEij, /人而在板的整個(gè)節(jié),殳上按照規(guī)則的方式供應(yīng)和排 出該SMB流體。
對(duì)于板5d的板，徑向管線在上游更細(xì)分并且不經(jīng)由柱的中心通過(guò)， 這意味著能夠安裝中心支桿來(lái)支撐這些板和吸附床位于該板之上。
對(duì)于圖5a和5b的板，面板DMEi,j垂直于連接器EMi而延伸，平 行于由非取向的直線IO表示的同一個(gè)方向。平行片段的該方向具有相 對(duì)于連接器EMi而言的卯。的偏移角。
相反，對(duì)于圖5c和5d的板，面板DMEi,j平行于連接器EMi而延 伸并且平行于由非取向的直線11所表示的方向。平行片段的該方向具有相對(duì)于連接器EMl而言的零偏移角。
工藝流體的順序供應(yīng)和排出的單個(gè)公用網(wǎng)絡(luò)的分支能夠按各種方
式發(fā)生。圖5a和5c的板的網(wǎng)絡(luò)包括兩者各分為兩個(gè)，例如(用于連接到 面板的)末端12的上游，以及傾斜的(raked)細(xì)分支。
圖5b和5d的板的網(wǎng)絡(luò)僅僅包括相繼的細(xì)分為兩個(gè)。還有可能使用 如在US-5 938 333中公開(kāi)的那些細(xì)分支。
通常，管線的尺寸隨著分支的增加而減少，但是還有可能讓網(wǎng)絡(luò)的 一部分具有相同直徑的管線，以及在一個(gè)或兩個(gè)下游分支上細(xì)分為兩個(gè)
(直徑減少)，等等。本發(fā)明的范圍還包括經(jīng)由兩個(gè)末端12而不是更好一 個(gè)末端來(lái)供應(yīng)每一個(gè)面^反DMEi，j。
圖6a顯示在與兩個(gè)區(qū)段Sk和Sk+1對(duì)應(yīng)的4個(gè)相鄰疊加板的布置 上的第一種變型。在該變型中，全部的板具有圖5b的設(shè)計(jì)， 一個(gè)板的 全部的平行片段面板DMEij垂直于與該板對(duì)應(yīng)的單個(gè)連接器EMi,并 因此具有相對(duì)于該連接器而言的90。的偏移角。
屬于同 一 區(qū)段Sk的板Pi-1和Pi的連接器被疊加并因此具有零偏移 角。基于此原因，顯示為虛線的管線Lk典型地具有最小長(zhǎng)度并且容易 安裝，因?yàn)樗槐匮刂撝p繞。
屬于同一個(gè)緊鄰下級(jí)區(qū)段Sk+1的板Pi+l和Pi+2的連接器也疊加 并因此也具有零偏移角?；诖嗽?，以虛線顯示的管線Lk+1也典型 地具有最小長(zhǎng)度并且容易安裝，因?yàn)樗槐匮刂撝p繞。
相反，Sk+l的連接器相對(duì)于Sk的那些連接器偏移90°。這也是Sk+1 的板的平行片段面板的方向的情況，它相對(duì)于Sk的板的那些偏移了 90°。 因此，每?jī)蓚€(gè)板(區(qū)段之間)有平行片段的90。的偏移角。該布置能夠避免 或限制因?yàn)楣?yīng)/提取系統(tǒng)的不完全的均勻性質(zhì)所引起的在柱截面中流 體循環(huán)不均勻性的積聚。與全部的板直接疊加的布置相比，它傾向于調(diào) 整在柱截面的各個(gè)點(diǎn)上的吸附前沿(adsorption fronts),導(dǎo)致由于每一個(gè) 新板所引起的不均勻性的積聚。
圖6a的4個(gè)相鄰疊加(相鄰)板的布置的變化能夠因此導(dǎo)致旁通管 Lk、 Lk+1(它們?nèi)菀装惭b)的典型最小長(zhǎng)度，而且避免或限制在該柱中循 環(huán)不均勻性的積聚。最終，它能夠避免旋塞在柱的一個(gè)母體(generatnx) 上的積聚，該連接器在每一個(gè)新區(qū)段上偏移90。。這對(duì)于沒(méi)有削弱柱的 機(jī)械性能是有利的。圖6b顯示在與兩個(gè)區(qū)l殳Sk和Sk+1對(duì)應(yīng)的4個(gè)相繼的相鄰^反的布 置的另一種變型。在該變型中，在一個(gè)板的平行片段面板的方向上相對(duì) 于一個(gè)或相鄰板(最近的板)的平行片段面板的方向有90。的偏移角，即板 之間和不是區(qū)段之間。這進(jìn) 一 步增強(qiáng)了對(duì)于在柱中循環(huán)不均勻性的積聚 的限制。一個(gè)區(qū)段Sk或Sk+l的兩個(gè)連接器(旋塞)仍然疊加，從而保留了典 型具有最小長(zhǎng)度并且便于安裝的旁通管的優(yōu)點(diǎn)。這是通過(guò)具有不同分配 網(wǎng)絡(luò)的兩種類型的板的交替使用來(lái)實(shí)現(xiàn)的根據(jù)圖5a的設(shè)計(jì)的一種類 型(對(duì)于Pi-l和Pi+2)和根據(jù)圖5c的設(shè)計(jì)的一種類型(對(duì)于Pi和Pi+1)。與使用2種不同類型的板相反，該變型因此允許在平行片段的取向 上有變化的這些板的更頻繁交替。它保留了典型具有最小長(zhǎng)度和容易安 裝的旁通管的優(yōu)點(diǎn)。最佳實(shí)施方案本發(fā)明的最佳實(shí)施方案是SMB,其中根據(jù)定義，除了是包括頂板的 柱頭之外，柱或這些柱基本上由具有2個(gè)床和2個(gè)板的區(qū)段Sk構(gòu)成。 該區(qū)段Sk包括裝有小直徑閥門vi的小型二級(jí)旁通管lk。在此類設(shè)備中， 例如24個(gè)床和24個(gè)板(例如在各12個(gè)床和12個(gè)板的環(huán)路(loop)中的2 個(gè)柱)，有6個(gè)區(qū)段Sk/每塔，即總共12個(gè)區(qū)段。因此，為了控制該SMB, 需要僅僅24個(gè)板閥，和4x 12=48個(gè)網(wǎng)絡(luò)閥門(對(duì)于12個(gè)區(qū)段Sk中的每 一個(gè)區(qū)段需要4個(gè)網(wǎng)絡(luò)閥門)，即72個(gè)主要閥門，在該主要閥門上必須 增加12個(gè)小型調(diào)節(jié)閥門vi(二級(jí)旁通管)，即總共84個(gè)閥門，它表示平 均3.5個(gè)閥門/每4反。在與圖l對(duì)應(yīng)的現(xiàn)有技術(shù)中，等同的SMB需要4x24二96個(gè)主要閥 門(4個(gè)閥門/每板)和12個(gè)減少直徑的閥門，即總共108個(gè)閥門，和4.5 個(gè)閥門/每板。設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施方案的板以及它們的平行片段成雙地偏移9 0 ° (區(qū) 段之間，沒(méi)有改變板幾何結(jié)構(gòu))(如圖6a所示)，或一個(gè)接一個(gè)偏移90°(板 之間，板幾何結(jié)構(gòu)有變化)(如圖6b中所示)，它調(diào)節(jié)在柱中流體的流量 并減少主要外部旁通管Lk的體積，該旁通管Lk不需要纏繞在柱上，不 會(huì)因?yàn)榀B加旋塞(連接器)的積聚而削弱該柱(強(qiáng)度)。所述的本發(fā)明的設(shè)備可用于任何色譜分離方法，尤其從主要含有8個(gè)碳原子的芳族烴并且包括該烴的原料中分離芳族烴。尤其，它能夠用于通過(guò)采用甲苯或?qū)?二乙基苯作為解吸附劑和沸石 作為吸附劑從主要由C8烴類組成的芳族截取餾分中分離對(duì)二甲苯，按照例如在FR-2 789 914中所述。它還能夠用于通過(guò)采用甲苯或1,2,3，4-四氳化萘作為解吸附劑和采用吸附劑例如在US-5 900 523和專利申請(qǐng) FR-05/52.485和FR-05/52.486中描述的那些，從芳族C8截取餾分中分 離間二甲苯。它也能夠用于從烴類(尤其鏈烷烴類或鏈烷烴類屬和環(huán)烷烴類)的混 合物中分離 一種或多種正鏈鏈烷烴(與烴類的剩余部分分離)，例如通過(guò) 采用正丁烷或正戊烷作為解吸附劑(任選地，異辛烷作為惰性稀釋劑)和 5A沸石作為吸附劑。最終，它能夠用于在現(xiàn)有技術(shù)中已知的條件下，例如通過(guò)使用已與 鈣交換的X型分子篩，從包括該烴的烴類截取餾分中分離至少一種烯 烴。本發(fā)明不局限于以上描述并且為了實(shí)施本發(fā)明，本領(lǐng)域中技術(shù)人員 自由地使用現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何其它特征性技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種用于通過(guò)模擬移動(dòng)床吸附從包括至少一種化合物的混合物中分離所述至少一種所需化合物的設(shè)備，其包括至少一個(gè)柱，該柱被分成了被分配/提取板Pi分隔開(kāi)的多個(gè)吸附床Ai，用于順序地供應(yīng)和提取至少兩種供應(yīng)流體原料F和解吸附劑D，和至少兩種排放流體提余液R和提取物E，Pi布置在床Ai和緊鄰下級(jí)床Ai+1之間；所述設(shè)備還包括流體的網(wǎng)絡(luò)，即至少一個(gè)原料網(wǎng)絡(luò)F-Net，解吸附劑網(wǎng)絡(luò)D-Net，提余液網(wǎng)絡(luò)R-Net和提取物網(wǎng)絡(luò)E-Net，這些網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)經(jīng)由包括稱作網(wǎng)絡(luò)閥門的受控雙向隔離閥的多個(gè)管線連接到柱，用于順序供應(yīng)或排出這些流體；其中所述柱至少在其高度的主要部分上被分成多個(gè)疊加相鄰區(qū)段Sk，各個(gè)區(qū)段Sk主要由主要包括兩個(gè)相繼的吸附床和兩個(gè)分配/提取板Pi的柱區(qū)段構(gòu)成，這些板Pi緊接著布置在該相繼吸附床之下；每一個(gè)區(qū)段Sk的每一個(gè)分配/提取板Pi是單個(gè)公用網(wǎng)絡(luò)，用于流體F，D，R，E的順序供應(yīng)和排出；各個(gè)區(qū)段Sk的板Pi經(jīng)由外部旁通管Lk連接在一起，所述外部旁通管Lk經(jīng)由包括屬于板Pi的稱作板閥Vi的單個(gè)受控雙向隔離閥的連接器(EMi)連接到Sk的各個(gè)板Pi上，從Pi中用于順序供應(yīng)或排出流體F，D，R，E；每一個(gè)旁通管Lk包括至少一個(gè)控制設(shè)備來(lái)限制在Lk中循環(huán)的流動(dòng)速率，該設(shè)備被安裝在管線Lk上或在Sk的板閥Vi或板Pi周圍的旁通管上；其中每一個(gè)區(qū)段Sk的旁通管Lk經(jīng)由包括單個(gè)網(wǎng)絡(luò)閥門，分別為VF、VD、VR、VE，的單個(gè)管線連接到F-Net、D-Net、R-Net和E-Net網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)上，以便于相應(yīng)流體F，D，R，E順序供應(yīng)或排出到所述區(qū)段Sk或從所述區(qū)段Sk中供應(yīng)或排出來(lái)；所述設(shè)備包括至少兩個(gè)疊加相鄰區(qū)段Sk和Sk+1，Sk包括由外部旁通管Lk所連接的板Pi-1和Pi，所述旁通管Lk經(jīng)由分別包括板閥Vi-1和Vi的兩個(gè)連接器連接到柱，和Sk+1包括由外部旁通管Lk+1所連接的板Pi+1和Pi+2，所述旁通管Lk+1經(jīng)由分別包括板閥Vi+1和Vi+2的兩個(gè)連接器連接到該柱；其中在柱上Sk的兩個(gè)連接器在它們兩者之間具有相對(duì)于柱軸的零度或是20°或更少的偏移角，在該柱上Sk+1的兩個(gè)連接器具有在它們之間的相對(duì)于柱軸的零度或是20°或更少的偏移角，以及Sk的連接器具有相對(duì)于Sk+1的連接器而言的在70°-110°范圍內(nèi)的平均偏移角。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中除了包括頂板的柱頭以及任選的包 括下床和/或下一反的柱底外，整個(gè)的柱是由兩個(gè)板的多個(gè)疊加區(qū),殳組成 的，其中單個(gè)區(qū)段Sk的兩個(gè)連接器在它們之間具有零度或20°或更少的 相對(duì)于柱軸的偏移角，以及4壬何兩個(gè)相鄰疊加區(qū),殳在它們兩者之間具有 在70°-110°范圍內(nèi)的它們的連接器的平均偏移角。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的設(shè)備，其中任何區(qū)段Sk的連接 器在它們兩者之間具有基本上為零的偏移角以及任何兩個(gè)相鄰的疊加 區(qū)段在它們兩者之間具有基本上90°的它們的連接器的平均偏移角。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的設(shè)備，其中區(qū)段Sk的每一個(gè)板Pi 再被分成多個(gè)面板DMEi,j,其中平行于一個(gè)方向的這些區(qū)段連接于單個(gè) 連接器(EMi),用于供應(yīng)流體和提取該排出流體，以及其中對(duì)于區(qū)段Sk 的每一個(gè)板，單個(gè)區(qū)段Sk的這些板的平行片段面板的方向具有在它們 之間的零度或20?；蚋俚钠平牵⑶覅^(qū)段Sk的這些板的平行片段面 板的平均方向相對(duì)于相鄰區(qū)段Sk+l或Sk-l的面板的平均方向而言包括 端值地具有在70。-90。范圍內(nèi)的偏移角。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中一項(xiàng)的設(shè)備，其中區(qū)段Sk的每一個(gè)板Pi再 分成多個(gè)面板DMEij ，其中平行于一個(gè)方向的這些區(qū)段連接于單個(gè)連接 器(EMi)以供應(yīng)流體和提取該排出流體，其中對(duì)于屬于單個(gè)區(qū)段Sk或?qū)?于兩個(gè)疊加區(qū)段的兩個(gè)疊加相鄰板的每一個(gè)組裝件，這些板當(dāng)中的一個(gè) 板的平行片段的方向相對(duì)于另一個(gè)板的平行片段的方向而言包括端值 地具有在70。-90°(包括端值)范圍內(nèi)的偏移角。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的設(shè)備，其中所述旁通管Lk所具有 的內(nèi)徑至少等于連接到Lk的網(wǎng)絡(luò)岡門的最大開(kāi)口直徑。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的設(shè)備，其中整個(gè)的柱，可能除了包 括頂板的柱頭外，是由所述相鄰疊加區(qū)段Sk構(gòu)成的，該柱包括類似于 與下吸附床An對(duì)應(yīng)的板Pn的下輸出管線。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的設(shè)備，其中所述旁通管Lk包括用 于限制在Lk中流動(dòng)循環(huán)的至少一種控制設(shè)備，它作為旁通管被安裝在Sk的^反Pi的板閥Vi附近。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的設(shè)備，其中作為旁通管安裝在板閥Vi附近的用于限制在Lk中的流動(dòng)循環(huán)的設(shè)備包括控制閥門，其中所述控制閥門具有比Vi的開(kāi)口更小直徑的開(kāi)口。
10. 使用根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的設(shè)備由才莫擬移動(dòng)床吸附法分離產(chǎn)物的方法，其中在一個(gè)周期中每一個(gè)管線Lk順序地用于將流體F，D, R, E在它們的標(biāo)稱流動(dòng)速率下，經(jīng)由串聯(lián)的一反閥Pi和屬于網(wǎng)絡(luò)閥門VFk、 VDk、 V處、VEk中的一個(gè)閥門，循環(huán)進(jìn)或出Sk的每一個(gè)板Pi,和其中在一個(gè)周期中Lk在其整個(gè)長(zhǎng)度上^L流體F, D, R, E中的每一種所使用。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中當(dāng)連接到Lk的網(wǎng)絡(luò)閥門沒(méi)有打開(kāi)時(shí)，進(jìn)行每一個(gè)旁通管Lk的至少一部分的內(nèi)部沖洗，以及當(dāng)連接到Lk的網(wǎng)絡(luò)閥門打開(kāi)時(shí)，停止Lk的全部?jī)?nèi)部沖洗。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11的方法，其中在Sk不連接到所述流體網(wǎng)絡(luò)的任何時(shí)間段中以及連接到Sk的網(wǎng)絡(luò)閥門之一一皮打開(kāi)以將流體供應(yīng)到板Pi或從板Pi排出流體的時(shí)間段緊接之前，Lk的內(nèi)部沖洗是從位于Sk中上部位置的板Pi進(jìn)行的，并且朝向位于Sk中下部位置的板Pi+1或Pi+2。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10-12中任一項(xiàng)的方法，其中至少兩個(gè)旁通管Lk被沖洗。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10-13中任一項(xiàng)的方法，用于從主要含有8個(gè)碳原子的芳族烴并且包括該烴的原料中分離芳族烴。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的方法，用于從主要含有8個(gè)碳原子的芳族烴的原料中分離對(duì)二曱苯。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14的方法，用于從主要含有8個(gè)碳原子的芳族烴的原料中分離間二曱苯。
17. 根據(jù)權(quán)利要求10-13中一項(xiàng)的方法，用于從包括該烴類的烴類原料中分離至少 一種正鏈鏈烷烴。
全文摘要
本發(fā)明涉及包括有限數(shù)量的閥門的用于模擬移動(dòng)床吸附分離的設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明，設(shè)備包括具有多個(gè)區(qū)段S_k的柱，該區(qū)段具有帶有單個(gè)分配網(wǎng)絡(luò)的2個(gè)疊加板P_i，各區(qū)段S_k包括經(jīng)由板閥V_i連接到S_k的每一個(gè)板P_i上的主要外部旁通管L_k。各個(gè)管線L_k包括流量限制設(shè)備并且它經(jīng)由單個(gè)閥門連接到每一流體網(wǎng)絡(luò)。此外，在柱上的管線L_k的旋塞在S_k內(nèi)部偏移至多20°以限制管線L_k的體積，以及在兩個(gè)相鄰區(qū)段S_k和S_k+1之間偏移了在70°-110°范圍內(nèi)的平均角度，從而不致于使得該柱的機(jī)械強(qiáng)度變?nèi)?。該板?yōu)選包括具有平行片段的面板DME_i，j，它的方向?qū)逯g或每組的2個(gè)板而發(fā)生變化。本發(fā)明還涉及使用所述設(shè)備的分離方法，尤其從芳族C8截取餾分中分離對(duì)二甲苯或間二甲苯。
文檔編號(hào)B01D15/18GK101636210SQ200880007624
公開(kāi)日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2008年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月9日
發(fā)明者F·奧吉爾, G·霍蒂爾, P·勒弗萊夫, S·勞雷特 申請(qǐng)人:Ifp公司