專利名稱：用于模擬移動床分離的方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分離難以通過蒸餾分離的自然產(chǎn)物或化學(xué)制成產(chǎn)物的領(lǐng)域。公知為模擬移動床工藝或分離裝置的一系列工藝及相關(guān)裝置或在模擬逆流模式或在模擬共流模式中使用，這在下文將稱為通用用語“SMB”。本領(lǐng)域具體但非排它地涉及·由支鏈烴、環(huán)烷烴和芳香烴分離正鏈烷烴·烯烴/烷烴分離；·由其它芳香C8異構(gòu)體分離對二甲苯·由其它芳香C8異構(gòu)體分離間二甲苯·由其它芳香C8異構(gòu)體分離乙苯除精煉廠和石油化工化合物之外存在許多其它應(yīng)用；這些可列舉的應(yīng)用包括葡萄糖/果糖分離、甲酚位置異構(gòu)體的分離、光學(xué)異構(gòu)體的分離，等。
背景技術(shù)：
SMB分離在本領(lǐng)域中廣為所知。作為一般準(zhǔn)則，在模擬移動床模式中操作的塔(或柱，column)包括至少三個操作區(qū)，且可選為四個或五個操作區(qū)，各所述區(qū)均由一定數(shù)目的連續(xù)床構(gòu)成，且各區(qū)均由其包括在供送點與回收點之間的位置所限定。通常，SMB塔供送有待分餾的至少一種進料(或給料，feed) F和解吸劑D (有時稱為洗脫劑，eluent)，以及從所述塔中回收至少一種萃余液(或抽余液，raffinate)R和萃取液(或萃取物，extract) E。供送點和回收點在一定時間內(nèi)沿相同的方向且保持其相對位置規(guī)則地轉(zhuǎn)換對應(yīng)于一個床的值。分隔供送點和回收點的兩次連續(xù)轉(zhuǎn)換的時間間隔稱為周期。通過定義，各操作區(qū)由數(shù)字表示·區(qū)1 =用于解吸萃取液中化合物的區(qū)，包括在注入解吸劑D與除去萃取液E之間； 區(qū)2=用于解吸萃余液中化合物的區(qū)，包括在除去萃取液E與注入待分餾的進料 F之間；·區(qū)3 =用于吸附萃取液中化合物的區(qū)，包括在注入進料與回收萃余液R之間；·以及優(yōu)選的區(qū)4，其定位在回收萃余液與注入解吸劑之間?，F(xiàn)有技術(shù)詳細描述了用于執(zhí)行模擬移動床進料分離的各種裝置及工藝?？删唧w引用的專利為US-2985589, US-3214247, US-3268605, US-3592612, US-4614204, US-4378292, US-5200075, US-5316821。這些專利還詳細描述了 SMB 的功能。SMB裝置通常包括分成若干個連續(xù)吸附劑床Ai的至少一個塔(且通常為兩個)， 所述床由板Pi分離，各板Pi均包括一個、兩個或四個腔室，該腔室可執(zhí)行提供進料或注入解吸劑以及回收萃余液或萃取液的系列操作。本發(fā)明歸入單腔室裝置的范疇，也即，其可使用所述腔室來執(zhí)行各種流體的供送和回收這兩者。
如下文更為詳細描述的那樣，板通常分成面板，且各面板均包括用于供送和回收流體(或流，stream)的腔室。各板Pi通常包括稱為“DME板”的多個分配器-混合器-回收器面板，其通過分配 /回收管線或系統(tǒng)來供送。這些板還可為任何類型或任何幾何形狀。板通常分成對應(yīng)于塔部段中的相鄰區(qū)段的面板，例如，具有成角區(qū)段的面板，如在專利US-6537451的圖8中所述的那些，或具有平行區(qū)段的面板，如專利US-6797175中所述的那些。作為優(yōu)選，本發(fā)明的分離塔包括具有平行區(qū)段和不對稱供應(yīng)的類型的DME板。在各床上的分配要求收集源于在前床的主流，能夠注入附加流體或輔助流體同時盡可能地混合這兩種流體，或要求所收集流體的一部分應(yīng)當(dāng)能夠予以去除，能夠萃取以將其送出裝置，以及流體還應(yīng)當(dāng)能夠在下一床上再予以分配。所有SMB裝置的常見問題在于，在SMB操作期間，在供送點與回收點的改變期間， 最大限度地減小由在用于供送和回收流體而往返于板的一個或多個回路的各種區(qū)中發(fā)現(xiàn)的液體所產(chǎn)生的污染。當(dāng)在操作序列期間，用于板Pi的管線、腔室或供送區(qū)不再由過程流體沖洗時，其變?yōu)樵谄渲幸后w停滯的死區(qū)，且僅在另一過程流體再一次在其中移動時才再次移動。SMB的操作是指這樣一種過程流體，其為與在所考慮的管線中停滯的流體不同的流體。具有顯著不同成分的流體在較短時間間隔內(nèi)的混合或移動與應(yīng)當(dāng)避免成分不連續(xù)性的理想操作相比，會將擾動引入到所考慮的區(qū)的濃度分布(或分布曲線圖，profile) 中。另一問題在于在相同板的各種區(qū)之間的可能的再循環(huán)，且更大體而言是在相同板的整個分配/萃取系統(tǒng)上，由于板的各種區(qū)之間的很小壓力差所造成；這與理想操作相比引起進一步擾動。為了克服由再循環(huán)和死區(qū)所造成的這些問題，本領(lǐng)域中公知的各種解決方案為a)已經(jīng)提出一種方案，也即使用解吸劑或相對純凈的期望產(chǎn)物沖洗給定板的分配 /萃取系統(tǒng)。該技術(shù)在其萃取期間避免了對期望產(chǎn)物的污染。然而，由于沖洗液體具有與其取代的液體極為不同的成分，故其引入了不利于理想操作的成分不連續(xù)性。該第一沖洗變型通常在高濃度梯度的情況下執(zhí)行短持續(xù)時間的沖洗。此種沖洗精確地具有短持續(xù)時間， 以便限制成分不連續(xù)性的影響。b)如在專利US-59722M和US-6110364中所述，構(gòu)成另一解決方案的是使大部分主流穿過塔的內(nèi)部且該流的小部分(通常為主流的至20% )經(jīng)由連續(xù)板之間的外部旁通管線在外部。這種在一個板處由源自上方的板的流體沖洗分配/萃取系統(tǒng)通常連續(xù)地執(zhí)行，以使得分配/萃取系統(tǒng)的管線和區(qū)不再“死”，而是不斷地受到?jīng)_洗。專利FR-2772634的圖2中公開了通過旁通管線進行連續(xù)沖洗的該種系統(tǒng)。旁通管線的直徑通常很小，且該管線包括小直徑的閥，這降低了系統(tǒng)的成本。根據(jù)專利US-59722M和US-6110364的教導(dǎo)，給定板的分配/萃取系統(tǒng)意圖利用成分十分接近于所替換液體(存在于分配系統(tǒng)中或在板上移動的液體)的液體來沖洗。因此，最大限度地減小了具有不同成分的流體的混合，且減小了成分的不連續(xù)性。為此，專利US-59722M和US-6110364推薦在旁通管線中使用沖洗流速，使得各旁通管線中的通過速率大致與SMB主流中的濃度梯度的行進速率相同。這于是稱為“同步”沖洗或“同步流速”沖洗。因此，各種管線和容積由流體沖洗，該流體具有與其中的液體大致相同的成分，以及在旁通管線中移動的液體在主流成分大致相同的點處再被引入。因此，沖洗是同步的且具有低或為零的濃度梯度。根據(jù)該專利的教導(dǎo)，在源于一個板Pi至下一板Pw的沖洗流速Q(mào)Si/i+1等于V/ST時， 沖洗稱為“同步的”，其中，V為板Pi和板Pw的分配系統(tǒng)的容積(即，\和\+1)以及所述兩個板之間的旁通管線的容積(即，VLi/i+1)的累積容積，以及ST為供送/萃取的兩次連續(xù)切換之間的SMB切換時間。因此，我們具有同步流速=QSi/i+1= (Vi+Vm+VLi/J/ST，其中· QSi/i+1 =源于板Pn的朝下一(通常為下方的)板Pw移動的沖洗流速· Vi =流出板Pi的分配/萃取系統(tǒng)的容積· Vi+1 =流入板Pw的分配/萃取系統(tǒng)的容積· VLi/i+1 = Pi與Pw之間的旁通管線的容積· ST =切換時間同步?jīng)_洗通常通過在一受控速率下進行沖洗而予以執(zhí)行，該受控速率適用于各區(qū)，為所述區(qū)中的同步流速的50 %至150 %，且理想的是同步流速的100 %。SMB的4個區(qū)中的旁通管線中的流速通過各旁通管線中的調(diào)節(jié)器件(means)予以控制。作為實例，技術(shù)人員可在所有這些區(qū)中使用同步流速的90%的流速，或同步流速的110%或甚至接近100%的任何其它值。然而，假設(shè)存在調(diào)節(jié)器件，則技術(shù)人員依照上文所引用專利的教導(dǎo)將以準(zhǔn)確地對應(yīng)于同步流速(同步流速的100% )的方式自然地選擇來控制4個區(qū)中的流速。具有重大工業(yè)重要性的SMB分離裝置的一個實例涉及芳香C8餾分(cuts)的分離，這鑒于生產(chǎn)商業(yè)純度的對二甲苯(按重量計通常為至少99. 7% )以及富含乙苯、鄰二甲苯和間二甲苯的萃余液。兩個前文引用的實施方式可實現(xiàn)商業(yè)純度的目的。然而，申請人已證實，盡管專利 US-5972224和US-6110364的“同步?jīng)_洗”的教導(dǎo)構(gòu)成對現(xiàn)有技術(shù)的明顯改進，但令人^(奇的是還有可能通過改善限定旁通管線各種流速的規(guī)則來進一步改進模擬移動床分離工藝 (或方法)的操作和性能。最后，申請08/04637描述了一種旁通管線裝置，該管線利用涉及待應(yīng)用于各管線的流速的規(guī)則，連接所有的板Pi, pi+1而不區(qū)分標(biāo)記“ i，，的奇偶性，其中，該規(guī)則取決于在所考慮的區(qū)上是否存在至少一個關(guān)閉的旁通管線或是否所有旁通管線都是開啟的而不同。根據(jù)申請08/04637，聲稱的是“若干原因可導(dǎo)致給定區(qū)中旁通管線的關(guān)閉。具體而言，當(dāng)注入流體(進料或解吸劑)到板Pi中時，使用注入管線。該管線連接到連接所述板的旁通管線上，即旁通管線Li_Vi或旁通管線Li+1/i。不管哪條旁通管線連接到所采用的注入管線上，都因而需要借助于啟閉閥、流動調(diào)節(jié)閥或止回閥，或通過可使流動停止的任何其它技術(shù)手段來關(guān)閉所述管線，以確保注入的流體正確地朝板Pi流動。以相同的方式，當(dāng)從板？1回收流出物(萃取液或萃余液)時，使用回收管線。該回收管線連接到連接所述板的旁通管線上，即旁通管線Li_Vi或旁通管線Li/i+1。不論哪條旁
6通管線連接到所采用的回收管線上，都因而需要借助于啟閉閥、流動調(diào)節(jié)閥或止回閥，或通過可使流動停止的任何其它技術(shù)手段來關(guān)閉所述管線，以確保流體從板Pi正確地回收”。在本申請中，當(dāng)所述旁通管線在操作中連接到注入管線或回收管線上時，旁通管線在注入或回收操作期間將不會系統(tǒng)地關(guān)閉，也即更精確地。就對于塔的各個操作區(qū)中的每一個而限定將應(yīng)用于各旁通管線的流速規(guī)則而言， 申請09/01784為對申請08/04637的改進。該申請09/01784涉及連接兩個連續(xù)板的旁通管線的具體構(gòu)造，其中，第一板具有偶數(shù)標(biāo)記，或在專用方式中具有奇數(shù)標(biāo)記，如在專利 FR-2904776 和 FR4913345 中所述。本申請為申請09/01784的改進，在于·首先，當(dāng)所述旁通管線連接到在操作的注入管線或回收管線上時，旁通管線在注入或回收操作期間不會系統(tǒng)地關(guān)閉，即更精確地；·以及其次，用于管理流速的規(guī)則在注入或回收操作期間應(yīng)用于旁通管線上。本申請涉及連接兩個連續(xù)板的旁通管線的特定構(gòu)造，其中，第一板具有偶數(shù)標(biāo)記， 或在專用方式中具有奇數(shù)標(biāo)記。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及用于管理裝置的旁通管線的方法，該旁通管線包括直接地連結(jié)兩個連續(xù)板P” Pi+1的外部旁通管線Li/i+1，其中，Pi稱為上游板，Pi+1稱為下游板，而標(biāo)記“i”沿塔的整個長度為偶數(shù)或(前文中為專用的)奇數(shù)。通過分類的方式，在第一情況下，旁通管線連接板P2和P3、P4和P5、P6和P7等。在另一情況下，旁通管線連接板P1和P2、P3和P4、P5和P6等。操作中連接到注入管線或回收管線上的旁通管線應(yīng)當(dāng)與操作中未連接到任何注入或回收管線上的旁通管線區(qū)分開。關(guān)于操作中未連接到任何注入或回收管線上的旁通管線，繼續(xù)應(yīng)用如在申請 09/01784中所限定的調(diào)節(jié)旁通管線中的流速的規(guī)則。本發(fā)明僅應(yīng)用于在操作中連接到注入或回收管線上的旁通管線，且在一些情況下該旁通管線由在所述旁通管線上建立沖洗流動而構(gòu)成。該沖洗流動當(dāng)其就位于在操作中連接到注入管線上的旁通管線中時，從而由所述注入流動的一部分所構(gòu)成。該沖洗流動當(dāng)其就位于在操作中連接到回收管線上的旁通管線中時，從而構(gòu)成所述回收流動的一部分。兩種情況可予以區(qū)分；它們形成本發(fā)明的主題a)進料或解吸劑沿上文限定的方向注入到稱為上游板的板上的情況；b)萃取液或萃余液沿上文限定的方向從下游板回收的情況。為了更好地理解本發(fā)明的裝置，在將上游板Pi連接到下游板Pw上的旁通管線Li/ i+1上必須區(qū)分兩部分·第一部分，其包括在定位于所述旁通管線的上游的板Pi和與注入或回收管線相連的連接點之間；·第二部分，其包括在與注入管線或回收管線相連的連接點和定位在所述旁通管
7線下游的板Pw之間。構(gòu)成本發(fā)明的兩個規(guī)則于是可聲明如下a)當(dāng)進料或解吸劑注入到上游板Pi時，則將沖洗流動引入到旁通管線的第二部分中，所述沖洗流動調(diào)節(jié)為大約等于同步流速的50% 士5%的值，以及在旁通管線的第一部分中，注入流速校正為等于用于注入進料或解吸劑的流速減去用于引入旁通管線第二部分中的沖洗流動的值；b)當(dāng)從下游板Pw回收萃取液或萃余液時，則將沖洗流動引入到旁通管線的第一部分中，所述沖洗流動調(diào)節(jié)為等于同步流速的50% 士 5%的值，以及在旁通管線的第二部分中，回收流速校正為等于用于回收萃取液或萃余液的流速減去引入到旁通管線第一部分中的沖洗流速的值。同步流速限定為(Vi+Vw+VLi/m)/ST，其中，表達式Vi表示上游板Pi的分配/萃取系統(tǒng)的容積；Vi+1表示下游板Pw的分配/萃取系統(tǒng)的容積；VLi/i+1表示Pi與Pw之間的旁通管線的容積；以及ST表示切換時間。已相對令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，根據(jù)規(guī)則a)和b)所建立的沖洗流動可在期望產(chǎn)物的產(chǎn)率上產(chǎn)生顯著增益，這將在下文的實例中示出。根據(jù)本發(fā)明的第一變型，SMB單元的床的總數(shù)為12，且如下文分配在各區(qū)中區(qū)1中2個床；區(qū)2中5個床；區(qū)3中3個床；區(qū)4中2個床。在本發(fā)明的第二變型中，SMB單元的床的總數(shù)為15個，且它們?nèi)缦挛姆峙湓诟鲄^(qū)中區(qū)1中3個床；區(qū)2中6個床；區(qū)3中4個床；區(qū)4中2個床。本發(fā)明的方法可應(yīng)用于在芳香C8碳氫化合物的混合物中分離對二甲苯。本發(fā)明的方法還可應(yīng)用于在芳香C8碳氫化合物的混合物中分離間二甲苯。


圖Ia代表本發(fā)明的模擬移動床(SMB)裝置的一部分，包括由標(biāo)注為Pi, Pi+1，Pp2和 Pi+3的四個分配器板所分開的五個床，所述四個分配器板由兩條旁通管線Li/W和Li+2/i+3成對地相連。各旁通管線均包括相同的器件。管線Li/W包括與進料F注入管線相連的接頭 (或連接件)、與解吸劑D注入管線相連的接頭、與萃取液E回收管線相連的接頭以及與萃余液R回收管線相連的接頭。與注入管線相連的接頭定位在與回收管線相連的接頭的上游。在與注入管線相連的接頭和與回收管線相連的接頭之間的為調(diào)節(jié)閥Vi/i+1。旁通管線Li/i+1還包括標(biāo)注為Vi和Vw的兩個“啟閉”閥。Vi定位在板Pi和與注入和回收管線相連的接頭之間，而Vw定位在與注入和回收管線相連的接頭和板Pw之間。圖Ib代表本發(fā)明的模擬移動床裝置(SMB)的變型的一部分，包括由Pi, Pi+1，Pp2和 Pi+3標(biāo)注的四個分配器板所分開的五個床，這四個分配器板通過兩條旁通管線Li/W和Li+2/ i+3成對地連接。各旁通管線均包括相同的器件。管線Li/W包括與進料F注入管線相連的接頭、與解吸劑D注入管線相連的接頭、 與萃取液E回收管線相連的接頭，以及與萃余液R回收管線相連的接頭。旁通管線Li/w還包括兩個調(diào)節(jié)閥Vi和Vw。Vi定位在板Pi和與注入和回收管線相連的接頭之間，而Vw定位在與注入和回收管線相連的接頭和板Pw之間。圖Ic代表本發(fā)明的模擬移動床裝置(SMB)的另一變型的一部分，包括由Pi, Pi+1， Pi+2和P㈩標(biāo)注的四個分配器板所分開的五個床，這四個分配器板通過兩條旁通管線Li/i+1 和Li+2/i+3成對地連接。各旁通管線均包括相同的器件。管線Li/W包括與兩條進料F注入管線相連的兩個接頭、與兩條解吸劑D注入管線相連的兩個接頭、與兩條萃取液E回收管線相連的兩個接頭，以及與兩條萃余液R回收管線相連的兩個接頭。與注入和回收管線相連的接頭分成兩組，一組定位在旁通管線Li/i+1的上游，而另一組定位在旁通管線Li/i+1的下游。各組均包括與用于注入進料F、用于注入解吸劑D、用于回收萃取液E和用于回收萃余液R的管線相連的接頭。旁通管線Li/W還包括調(diào)節(jié)閥Vi/i+1，其定位在一方面為與上游注入和回收管線相連的接頭而另一方面為與旁通管線的下游注入和回收管線相連的接頭之間。圖2代表在操作中的模擬移動床裝置的第一變型的一部分。裝置的該部分包括標(biāo)注為p2，p3，P4和P5的四個分配器板。圖2的第一部分示出了在時間t的構(gòu)造，在時間t期間，解吸劑D注入到板P2上， 同時調(diào)節(jié)旁通管線L2/3的第二部分中的沖洗流速。另外在時間t，萃取液E從板P4回收，且旁通管線L4/5的第二部分中沒有流動。圖2的第二部分示出了時間t之后的一個切換周期(即，在t+At)的前述構(gòu)造。 解吸劑D注入到板P3上，且旁通管線L2/3的第一部分中沒有流動。仍在該時間，即，t+ Δ t， 萃取液E從板P5回收，同時調(diào)節(jié)旁通管線L4/5的第一部分中的沖洗流速。圖3示出了在操作中的由12個床構(gòu)成的現(xiàn)有技術(shù)的模擬移動床裝置。圖3a對應(yīng)于循環(huán)的第一步驟。圖北對應(yīng)于循環(huán)的第二步驟。圖4示出了在操作中的由12個床構(gòu)成的本發(fā)明的模擬移動床裝置。圖如對應(yīng)于循環(huán)的第一步驟。圖4b對應(yīng)于循環(huán)的第二步驟。
具體實施例方式本發(fā)明涉及改進的模擬移動床分離裝置。
更準(zhǔn)確地說，本發(fā)明涉及具有用于注入或回收各種流體的單個腔室的SMB單元的領(lǐng)域，各板均分成一定數(shù)目的面板，且各面板均配備有用于注入和回收流體的腔室。此外，本發(fā)明的SMB單元為在其中旁通管線連接兩個連續(xù)板(即的單元，但標(biāo)記“i”沿塔的總長度為偶數(shù)或(前文中為專用的)奇數(shù)。因此，通過考慮任何標(biāo)記 “i”(偶數(shù)或奇數(shù))，板Pi通過旁通管線連接到Pw或(前文中為專用的)板Ph上。圖Ia示出了旁通管線Li/i+1，其可將上游板？1連接到下游板Pw上。該旁通管線 Li/i+1包括與用于注入進料F和解吸劑D的管線相連的接頭，以及用于回收萃取液E和萃余液R的管線相連的接頭。與注入管線相連的接頭定位在與回收管線相連的接頭的上游。在與注入管線相連的接頭和與回收管線相連的接頭之間的是調(diào)節(jié)閥vi/i+1。旁通管線Li/i+1還包括標(biāo)注為Vi和 vi+1的兩個啟閉閥。Vi定位在板Pi和與注入和回收管線相連的接頭之間，而VwS位在與注入和回收管線相連的接頭和板Pw之間。在本發(fā)明的裝置的變型(圖lb)中，旁通管線Li/W既不包括啟閉閥也不包括定位在與注入管線相連的接頭和與回收管線相連的接頭之間的調(diào)節(jié)閥，但包括兩個調(diào)節(jié)閥Vi和
Vi+1?！?Vi定位在板Pi和與注入和回收管線相連的接頭之間；· Vi+1定位在與注入和回收管線相連的接頭和板Pw之間；已令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，在操作中連接到注入或回收管線上的旁通管線的理想功能要求在部分的所述旁通管線中建立一定的沖洗流動。旁通管線Li/i+1的兩部分可區(qū)分為·第一部分，其包括在定位于所述旁通管線的上游的板Pi和與注入或回收管線相連的連接點之間；·第二部分，其包括在與注入管線或回收管線相連的連接點與定位在所述旁通管線下游的板Pw之間。當(dāng)進料或解吸劑注入到板Pi上時，在上游位置，所述板Pi通過旁通管線Li/W連接到板Pw上，與在現(xiàn)有技術(shù)中所公開的相比，旁通管線Li7w必須不能關(guān)閉，但相比之下，在旁通管線的第二部分中流動的沖洗流速調(diào)整為用以清洗板Pi+1。該流速必須予以調(diào)節(jié)，以便對應(yīng)于同步的大約50%。在旁通管線Li/i+1的第一部分中流動的校正的注入流動于是等于進料或解吸劑的注入流速減去在旁通管線第二部分中的沖洗流動的流速。當(dāng)進料或解吸劑注入到板Pi+1上時，在下游位置，所述板Pi+1通過旁通管線Li/W連接到板Pi上，然后所述旁通管線于是必須關(guān)閉。旁通管線第二部分中的流速于是等于進料或解吸劑的注入流速。圖2示出了在解吸劑D于時間t注入到旁通管線L2/3期間存在的沖洗流動的情況。 以下描述基于旁通管線的包括調(diào)節(jié)閥vi/w和兩個閥Vi和Vi+1 (圖la)的構(gòu)造。解吸劑D注入到旁通管線L2/3上，以便將流體注入到板P2上，該板P2為定位在旁通管線L2/3上游的板。調(diào)節(jié)閥V2/3因此可調(diào)節(jié)由解吸劑D構(gòu)成的沖洗流動，同時啟閉閥V2 和V3為開啟的。該沖洗流動可清洗板P3。在時間t+At(At為切換時間)，在旁通管線L2/3上執(zhí)行注入流動D，以便將流體注入到板P3,該板P3為定位在旁通管線L2/3下游的板。在此情況下，啟閉閥V2關(guān)閉而閥V3 開啟，使得僅在旁通管線L2/3的第二部分中存在流動。類似的是，當(dāng)從板Pw回收萃取液或萃余液時，所述板Pw經(jīng)由旁通管線Li/W連接到板PiI，與現(xiàn)有技術(shù)中所公開的相比，旁通管線必須不能關(guān)閉，但相比之下，調(diào)整了在旁通管線Li/W的第一部分中流動的沖洗流動，容許回收板Pi的內(nèi)容物。該流動必須予以調(diào)節(jié)，以便對應(yīng)于同步的大約50%。在旁通管線Li/i+1的第二部分中流動的校正的回收流動于是等于回收的萃取液或萃余液的流速減去在旁通管線的第一部分中的沖洗流動的流速。當(dāng)從板Pi回收萃取液或萃余液時，所述板Pi經(jīng)由旁通管線Li/W連接到Pw上，所述旁通管線必須關(guān)閉。圖2示出了在時間t+ Δ t回收旁通管線L4/5上的萃取液E期間存在沖洗流動的情況。下文的描述基于包括調(diào)節(jié)閥vi/w和兩個閥Vi和Vi+1 (圖la)的旁通管線的構(gòu)造。在時間t，在旁通管線L4/5中回收萃取液E，以便在板P4處回收流體，該板P4為定位在旁通管線l4/5上游的板。啟閉閥V5然后關(guān)閉，啟閉閥V4開啟，使得僅旁通管線L4/5的第一部分中存在流動。在時間t+At(At為切換時間)，在旁通管線L4/5上回收萃取液E，以便從板P5回收流體，該板P5為定位在旁通管線L4/5下游的板。在此情況下，調(diào)節(jié)閥L4/5用于調(diào)節(jié)從板P4除去的沖洗流速，且啟閉閥V4和V5為開啟的。更準(zhǔn)確而言，本發(fā)明可限定為用于在具有至少一個塔的SMB裝置中的進料F的模擬移動床(SMB)分離的方法，所述塔由多個吸附劑床構(gòu)成，該多個吸附劑床由板Pi分離，各板Pi均包括注入/萃取系統(tǒng)，在該方法中，注入進料F和解吸劑D，且回收至少一種萃取液 E和至少一種萃余液R，注入點和回收點在一定時間內(nèi)，通過切換時間ST而轉(zhuǎn)換對應(yīng)于一個吸附劑床的值，以及確定多個SMB操作區(qū)，且具體是以下4個主要區(qū)·包括在注入解吸劑D與回收萃取液E之間的區(qū)1 ；·包括在回收萃取液E與注入進料F之間的區(qū)2 ；·包括在注入進料F與回收萃余液R之間的區(qū)3 ；·包括在回收萃余液R與注入解吸劑D之間的區(qū)4 ；該裝置還包括直接地連結(jié)兩個連續(xù)板Pp Pi+1的外部旁通管線Li/i+1，其中，Pi稱為上游板，Pw稱為下游板，而標(biāo)記“i”沿塔的整個長度為偶數(shù)或(前文中為專用的)奇數(shù)，且容許沖洗所述板，在該裝置中，旁通管線Li/i+1區(qū)分成兩個部分·第一部分，其包括在定位于所述旁通管線的上游的板Pi和與注入或回收管線相連的連接點之間；·第二部分，其包括在與注入管線或回收管線相連的連接點和定位在所述旁通管線下游的板Pw之間。在該裝置中，各旁通管線Li/W均包括用于調(diào)節(jié)旁通管線中的沖洗流動的自動器件，當(dāng)旁通管線在操作中連接到注入或回收管線上時，所述沖洗流動根據(jù)以下兩個規(guī)則建立a)當(dāng)進料或解吸劑注入到上游板Pi時，將沖洗流動引入到旁通管線的第二部分中，所述沖洗流動調(diào)節(jié)為大約等于同步流速的50% 士5%的值，以及在旁通管線的第一部分中，注入流速校正為等于用于注入進料或解吸劑的流速減去用于引入到旁通管線第二部分中的沖洗流動的值；b)當(dāng)從下游板Pw回收萃取液或萃余液時，將沖洗流體引入到旁通管線的第一部分中，所述沖洗流動調(diào)節(jié)為等于同步流速的50% 士 5%的值，以及在旁通管線的第二部分中，回收流速校正為等于用于回收萃取液或萃余液的流速減去引入到旁通管線第一部分中的沖洗流速的值。同步流速限定為(Vi+UVLi/J/ST，其中，表達式· Vi表示離開板Pi的分配/萃取系統(tǒng)的容積；· Vi+1表示到達板Pw的分配/萃取系統(tǒng)的容積；· VLi/i+1表示Pi與Pw之間的旁通管線的容積；·以及ST表示切換時間。超同步由以下公式限定超同步=所考慮的旁通管線中的實際流速/同步流速-1。實例根據(jù)以下實例將更好地理解本發(fā)明?？紤]SMB單元由12個床構(gòu)成，具有1. Im的長度和3. 5m的內(nèi)徑，具有進料注入、解吸劑注入(也可稱為洗脫劑或溶劑)、萃取液回收和萃余液回收。板具有單個的注入/回收腔室?？?cè)莘e限定為(VUVL^1)，其中，VLi/i+1為旁通管線從板Pi至板Pw的容積， 且其中，Vi為板Pi的分配/萃取系統(tǒng)的容積，且其中，Vi+1為板Pw的分配/萃取系統(tǒng)的容積。總?cè)莘e代表包括在板Pi和板Pw之間的床的容積的3%。床以2/5/3/2的構(gòu)造予以分配，即，床的分配如下 區(qū)1中2個床; 區(qū)2中5個床； 區(qū)3中3個床； 區(qū)4中2個床。所采用的吸附劑為BaX類型的沸石，且洗脫劑為對二乙苯。溫度為175°C，且壓力為I5巴(bar)。進料由20%的對二甲苯、24%的鄰二甲苯、51%的間二甲苯和5%的乙苯構(gòu)成。所用的切換時間為141. 6秒。因此，該過程(或工藝)的完整循環(huán)包括12個步驟。用于注入進料和解吸劑的液體流速如下·用于進料 m 204. Im3. h-1 ；·用于解吸劑的 224. 5m3. IT1 ；SP，溶劑比例 S/F = 1. 1。區(qū)1中的流速為888. 9m3. IT1，以及萃取液流速為96. 8m3. IT1。給定為m3. 的所有流速的參考溫度為25°C。操作中未連接到任何注入或回收管線上的旁通管線中的流速在區(qū)2中調(diào)節(jié)為同步的120%，以及在區(qū)3中調(diào)節(jié)為同步的125%。
由于區(qū)1和區(qū)4由2個床構(gòu)成，故定位在這些區(qū)中的各旁通管線需要在操作中連接到注入管線或回收管線上。實例1(根據(jù)現(xiàn)有技術(shù))在由旁通管線在操作中連接到注入或回收管線上時關(guān)閉旁通管線所構(gòu)成的現(xiàn)有技術(shù)中，通過模擬，獲得純度為99. 72%的對二甲苯，且對二甲苯的產(chǎn)率為83.8%。圖3a示出了現(xiàn)有技術(shù)的模擬移動床裝置的循環(huán)的第一步驟，而圖北示出了循環(huán)的第二步驟。構(gòu)成該工藝循環(huán)的12個步驟期間的旁通管線的各部分中的流速在以下的表1中給出。相比于在當(dāng)旁通管線在操作中未連接到任何注入或回收管線上時的該旁通管線中的流動而言，以下表1中的負值對應(yīng)于逆流流動。實例2 (根據(jù)本發(fā)明)根據(jù)本發(fā)明，構(gòu)成在一些情況下根據(jù)上文限定的規(guī)則(流速調(diào)節(jié)為對應(yīng)于同步的 50%的值)調(diào)節(jié)在操作中連接到注入或回收管線的旁通管線中的沖洗流動，通過模擬，獲得純度為99. 76%的對二甲苯，且對二甲苯的產(chǎn)率為85. 3%。圖如示出了用于本發(fā)明的模擬移動床裝置的循環(huán)的第一步驟，而圖4b示出了該循環(huán)的第二步驟。構(gòu)成該工藝循環(huán)的12個步驟期間的旁通管線的各部分中的流速在以下的表2中給出。在以下的表2中，用于沖洗流動的值以粗體示出。該沖洗流速為16. 6m3/h。以下表2中的負值對應(yīng)于當(dāng)旁通管線在操作中未連接到任何注入或回收管線上時該管線中流動的逆流的流動。
權(quán)利要求
1.一種在具有至少一個塔的SMB裝置中執(zhí)行進料F的模擬移動床(SMB)分離的方法， 所述塔由通過板Pi分離的多個吸附劑床構(gòu)成，所述板Pi均包括注入/萃取系統(tǒng)，在所述方法中，注入所述進料F和解吸劑D以及回收至少一種萃取液E和至少一種萃余液R，注入點和回收點在一定時間內(nèi)，通過切換時間ST而轉(zhuǎn)換對應(yīng)于一個吸附劑床的值，以及確定多個 SMB操作區(qū)，且具體是以下4個主要區(qū) 包括在注入所述解吸劑D與回收所述萃取液E之間的區(qū)1 ； 包括在回收所述萃取液E與注入所述進料F之間的區(qū)2 ； 包括在注入所述進料F與回收所述萃余液R之間的區(qū)3 ； 包括在回收所述萃余液R與注入所述解吸劑D之間的區(qū)4 ； 所述裝置還包括直接地連結(jié)兩個連續(xù)板Pi、Pi+1的外部旁通管線Li/i+1，其中，Pi稱為上游板，Pw稱為下游板，而標(biāo)記“i”沿所述塔的整個長度為偶數(shù)或(前文中為專用的)奇數(shù)， 且容許沖洗所述板，在所述裝置中，所述旁通管線Li/i+1區(qū)分成兩個部分 第一部分，其包括在定位于所述旁通管線的上游的板Pi和與所述注入或回收管線相連的連接點之間； 第二部分，其包括在與所述注入管線或回收管線相連的連接點和定位在所述旁通管線下游的板Pw之間。在所述裝置中，各所述旁通管線Li/i+1均包括用于調(diào)節(jié)所述旁通管線中的沖洗流動的自動器件，當(dāng)所述旁通管線在操作中連接到注入或回收管線上時，所述沖洗流動根據(jù)以下兩個規(guī)則建立a)當(dāng)進料或解吸劑注入到上游板Pi時，將沖洗流動引入到所述旁通管線的第二部分中，所述沖洗流動調(diào)節(jié)為大約等于所述同步流速的50% 士 5%的值，以及在所述旁通管線的第一部分中，所述注入流速校正為等于用于注入進料或解吸劑的流速減去用于所述沖洗流速的值；b)當(dāng)從下游板Pw回收萃取液或萃余液時，將沖洗流動引入到所述旁通管線的第一部分中，所述沖洗流動調(diào)節(jié)為等于所述同步流速的50% 士5%的值，以及在所述旁通管線的第二部分中，所述回收流速校正為等于用于回收所述萃取液或萃余液的流速減去用于所述沖洗流速的值；所述同步流速限定為(Vi+UVLi/J/ST，其中，表達式 Vi表示所述上游板Pi的分配/萃取系統(tǒng)的容積； Vi+1表示所述下游板Pw的分配/萃取系統(tǒng)的容積； VLi/i+1表示Pi與Pw之間的旁通管線的容積； 以及ST表示所述切換時間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬移動床(SMB)分離方法，其特征在于，所述床的總數(shù)為 12，按如下分配區(qū)1中2個床； 區(qū)2中5個床； 區(qū)3中3個床； 區(qū)4中2個床。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬移動床(SMB)分離方法，其特征在于，所述床的總數(shù)為`15，按如下分配 區(qū)1中3個床； 區(qū)2中6個床； 區(qū)3中4個床； 區(qū)4中2個床。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求3中任何一項所述的模擬移動床分離方法，其特征在于， 用以在芳香C8碳氫化合物的混合物中分離對二甲苯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求3中任何一項所述的模擬移動床分離方法，其特征在于， 用以在芳香C8碳氫化合物的混合物中分離間二甲苯。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于模擬移動床分離的方法及設(shè)備。具體而言，一種通過SMB裝置中的模擬移動床吸附來分離進料F的方法包括直接地連接兩個連續(xù)板Pi、Pi+1的外部旁通管線Li/i+1，標(biāo)記“i”沿塔的總長度為偶數(shù)或(前文中為專用的)奇數(shù)，容許沖洗所述板，其中，各旁通管線Li/i+1均包括用于調(diào)節(jié)旁通管線中流速的自動器件，在某些情況下，旁通管線在注入或回收操作期間經(jīng)受沖洗流動。
文檔編號B01D15/18GK102151418SQ201110039189
公開日2011年8月17日 申請日期2011年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月11日
發(fā)明者D·萊尼庫格爾勒科克, G·奧捷 申請人:Ifp新能源公司