RU2364583C2 - Methods of isomerisation of paraffins having 5 and 6 carbon atoms, with nethylcyclopentane isolation and device for its realisation - Google Patents
Methods of isomerisation of paraffins having 5 and 6 carbon atoms, with nethylcyclopentane isolation and device for its realisation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2364583C2 RU2364583C2 RU2007137666/04A RU2007137666A RU2364583C2 RU 2364583 C2 RU2364583 C2 RU 2364583C2 RU 2007137666/04 A RU2007137666/04 A RU 2007137666/04A RU 2007137666 A RU2007137666 A RU 2007137666A RU 2364583 C2 RU2364583 C2 RU 2364583C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fraction
- membrane
- isomerization
- normal hexane
- paraffins
- Prior art date
Links
- 238000006317 isomerization reaction Methods 0.000 title claims abstract description 119
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 84
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 title claims abstract description 11
- 238000002955 isolation Methods 0.000 title description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 162
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 99
- GDOPTJXRTPNYNR-UHFFFAOYSA-N methylcyclopentane Chemical compound CC1CCCC1 GDOPTJXRTPNYNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 46
- ZFFMLCVRJBZUDZ-UHFFFAOYSA-N 2,3-dimethylbutane Chemical class CC(C)C(C)C ZFFMLCVRJBZUDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 36
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 55
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 52
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 47
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 46
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 43
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 21
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 18
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 14
- AFABGHUZZDYHJO-UHFFFAOYSA-N dimethyl butane Natural products CCCC(C)C AFABGHUZZDYHJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 10
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 claims description 9
- QWTDNUCVQCZILF-UHFFFAOYSA-N isopentane Chemical compound CCC(C)C QWTDNUCVQCZILF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 claims 5
- 239000012465 retentate Substances 0.000 claims 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 21
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 97
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 97
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 82
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 59
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 38
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 38
- 230000008569 process Effects 0.000 description 20
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 description 19
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 14
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 13
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 12
- -1 cycloalkane hydrocarbons Chemical class 0.000 description 12
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 11
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 11
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical class O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 9
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 8
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 8
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 7
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 7
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 6
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 6
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 6
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 6
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 5
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 5
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 5
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 5
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 5
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 5
- HNRMPXKDFBEGFZ-UHFFFAOYSA-N 2,2-dimethylbutane Chemical compound CCC(C)(C)C HNRMPXKDFBEGFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 4
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 4
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 4
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 4
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 4
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 4
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 4
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 4
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 4
- PFEOZHBOMNWTJB-UHFFFAOYSA-N 3-methylpentane Chemical compound CCC(C)CC PFEOZHBOMNWTJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 3
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 3
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 3
- 150000002605 large molecules Chemical class 0.000 description 3
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 3
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N Cyclopentane Chemical compound C1CCCC1 RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013132 MOF-5 Substances 0.000 description 2
- URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N Para-Xylene Chemical group CC1=CC=C(C)C=C1 URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- GTDPSWPPOUPBNX-UHFFFAOYSA-N ac1mqpva Chemical compound CC12C(=O)OC(=O)C1(C)C1(C)C2(C)C(=O)OC1=O GTDPSWPPOUPBNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000002015 acyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 238000007259 addition reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 2
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000005395 methacrylic acid group Chemical group 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920002627 poly(phosphazenes) Polymers 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 229920002480 polybenzimidazole Polymers 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 2
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 description 2
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 description 2
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 2
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 2
- 229920006163 vinyl copolymer Polymers 0.000 description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 2
- 229910017119 AlPO Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000269350 Anura Species 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MXRIRQGCELJRSN-UHFFFAOYSA-N O.O.O.[Al] Chemical compound O.O.O.[Al] MXRIRQGCELJRSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 102100033118 Phosphatidate cytidylyltransferase 1 Human genes 0.000 description 1
- 101710178747 Phosphatidate cytidylyltransferase 1 Proteins 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 description 1
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000029936 alkylation Effects 0.000 description 1
- 238000005804 alkylation reaction Methods 0.000 description 1
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 125000000539 amino acid group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000004103 aminoalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- 235000013844 butane Nutrition 0.000 description 1
- VTJUKNSKBAOEHE-UHFFFAOYSA-N calixarene Chemical class COC(=O)COC1=C(CC=2C(=C(CC=3C(=C(C4)C=C(C=3)C(C)(C)C)OCC(=O)OC)C=C(C=2)C(C)(C)C)OCC(=O)OC)C=C(C(C)(C)C)C=C1CC1=C(OCC(=O)OC)C4=CC(C(C)(C)C)=C1 VTJUKNSKBAOEHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052663 cancrinite Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 150000003983 crown ethers Chemical class 0.000 description 1
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 1
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 125000005677 ethinylene group Chemical group [*:2]C#C[*:1] 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 229910001657 ferrierite group Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- DMEGYFMYUHOHGS-UHFFFAOYSA-N heptamethylene Natural products C1CCCCCC1 DMEGYFMYUHOHGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005216 hydrothermal crystallization Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000001282 iso-butane Substances 0.000 description 1
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002602 lanthanoids Chemical group 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 1
- 239000004941 mixed matrix membrane Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- SYSQUGFVNFXIIT-UHFFFAOYSA-N n-[4-(1,3-benzoxazol-2-yl)phenyl]-4-nitrobenzenesulfonamide Chemical class C1=CC([N+](=O)[O-])=CC=C1S(=O)(=O)NC1=CC=C(C=2OC3=CC=CC=C3N=2)C=C1 SYSQUGFVNFXIIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002927 oxygen compounds Chemical class 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 229920000233 poly(alkylene oxides) Polymers 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 238000006884 silylation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
- LPSKDVINWQNWFE-UHFFFAOYSA-M tetrapropylazanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CCC[N+](CCC)(CCC)CCC LPSKDVINWQNWFE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000004227 thermal cracking Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- PBYZMCDFOULPGH-UHFFFAOYSA-N tungstate Chemical compound [O-][W]([O-])(=O)=O PBYZMCDFOULPGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
- C07C5/22—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by isomerisation
- C07C5/27—Rearrangement of carbon atoms in the hydrocarbon skeleton
- C07C5/2767—Changing the number of side-chains
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
- C07C7/12—Purification; Separation; Use of additives by adsorption, i.e. purification or separation of hydrocarbons with the aid of solids, e.g. with ion-exchangers
- C07C7/13—Purification; Separation; Use of additives by adsorption, i.e. purification or separation of hydrocarbons with the aid of solids, e.g. with ion-exchangers by molecular-sieve technique
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G31/00—Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by methods not otherwise provided for
- C10G31/11—Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by methods not otherwise provided for by dialysis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G45/00—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
- C10G45/58—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to change the structural skeleton of some of the hydrocarbon content without cracking the other hydrocarbons present, e.g. lowering pour point; Selective hydrocracking of normal paraffins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G65/00—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only
- C10G65/02—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only plural serial stages only
- C10G65/04—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only plural serial stages only including only refining steps
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Настоящее изобретение относится к усовершенствованным способам изомеризации парафинов, имеющих 5 и 6 атомов углерода, например, чтобы получить продукт изомеризации, обладающий повышенным октановым числом по исследовательскому методу (ОЧ и.м.) для смешивания в компаундированном бензине, и особенно в таких способах с использованием колонны удаления изогексанов (деизогексанайзер).The present invention relates to improved methods for the isomerization of paraffins having 5 and 6 carbon atoms, for example, to obtain an isomerization product having an increased octane number according to the research method (OR) for mixing in compounded gasoline, and especially in such methods using isohexane removal columns (deisohexanizer).
Уровень техникиState of the art
Способы изомеризации парафинов в существенно более разветвленные парафины широко применяется на практике. Особенно важные промышленные способы изомеризации используются для увеличения степени разветвления и таким образом повышения октанового числа потоков нефтепродуктов, содержащих парафины с числом атомов углерода от 4 до 8, главным образом 5 и 6 атомов углерода. Обычно продукт изомеризации смешивают с потоком, выходящим из аппарата риформинга, чтобы получить смесь компаундированного бензина, имеющего желаемое октановое число (по исследовательскому методу) (ОЧ и.м.).Methods for isomerizing paraffins to substantially more branched paraffins are widely used in practice. Particularly important industrial isomerization methods are used to increase the degree of branching and thus increase the octane number of oil product streams containing paraffins with carbon atoms from 4 to 8, mainly 5 and 6 carbon atoms. Typically, the isomerization product is mixed with the stream leaving the reforming apparatus to obtain a compound gasoline mixture having the desired octane number (by the research method) (RH I.M.).
Процесс изомеризации ограничен термодинамическим равновесием. Поэтому продукт изомеризации еще может содержать нормальные парафины, которые имеют низкое октановое число и таким образом снижают октановое число продукта изомеризации. При условии, что имеются в наличии соответствующие высокооктановые потоки для смешения, такие как продукты алкилирования и риформинга, и что требуются бензины с невысокими октановыми числами, например, с ОЧ и.м. 85 и 87, допускается присутствие таких нормальных парафинов в продукте изомеризации.The isomerization process is limited by thermodynamic equilibrium. Therefore, the isomerization product may still contain normal paraffins, which have a low octane number and thus reduce the octane number of the isomerization product. Provided that appropriate high-octane mixing streams are available, such as alkylation and reforming products, and gasolines with low octane numbers, for example, with high purity units, are needed. 85 and 87, the presence of such normal paraffins in the isomerization product is allowed.
В условиях потребности в продуктах изомеризации с повышенным ОЧ и.м. процессы изомеризации модифицируют путем выделения из продукта изомеризации нормальных парафинов и их рециркуляция в реактор изомеризации. Таким образом, из продукта изомеризации не только удаляются нормальные парафины, который снижают октановое число, но они также возвращаются в реактор изомеризации, что увеличивает степень превращения сырья в более желательные сильно разветвленные парафины.In conditions of the need for isomerization products with increased HF isomerization processes are modified by isolating normal paraffins from the isomerization product and recycling them to the isomerization reactor. Thus, not only normal paraffins, which reduce the octane number, are removed from the isomerization product, but they are also returned to the isomerization reactor, which increases the degree of conversion of the feed to more desirable highly branched paraffins.
Основными способами, применяющимися для выделения нормальных парафинов из продукта изомеризации, является адсорбционное разделение, которое описано в патентах США №№4717784 и 4804802, и дистилляция. На практике наиболее часто используются способы изомеризации, в которых для рециркуляции нормальных парафинов используется устройство - деизогексанайзер. Деизогексанайзер представляет собой одну или несколько дистилляционных колонн, в которых верхний погон, содержащий разветвленные С6 парафины, такие как диметилбутаны (2,2-диметилбутан и 2,3-диметилбутан) и более легкие компоненты, полученные в качестве продукта изомеризации, например, для компаундированных бензинов, а боковой погон, содержащий нормальный гексан и близко кипящие компоненты, такие как метилпентаны (2-метилпентан и 3-метилпентан) и метилциклопентан, рециркулируются в реактор изомеризации. Проблема деизогексанайзера заключается в том, что поток низкокипящего продукта содержит н-пентан, который имеет низкое значение ОЧ и.м.The main methods used to isolate normal paraffins from an isomerization product are adsorption separation, which is described in US Pat. Nos. 4,717,784 and 4,804,802, and distillation. In practice, isomerization methods are most often used, in which a deisohexanizer device is used to recirculate normal paraffins. A deisohexanizer is one or more distillation columns in which an overhead containing branched C 6 paraffins, such as dimethylbutanes (2,2-dimethylbutane and 2,3-dimethylbutane) and lighter components obtained as an isomerization product, for example, for compounded gasolines, and a side stream containing normal hexane and closely boiling components such as methylpentanes (2-methylpentane and 3-methylpentane) and methylcyclopentane are recycled to the isomerization reactor. The problem of the deisohexanizer is that the low boiling point product stream contains n-pentane, which has a low OP value of m.
Применение адсорбционного разделения вместо деизогексанайзера обеспечивает удаление н-пентана, таким образом получается моторное топливо с высоким значением ОЧ и.м., часто в диапазоне 91-93.The use of adsorption separation instead of a deisohexanizer provides the removal of n-pentane, thus producing motor fuel with a high value of the RPh IM, often in the range of 91-93.
Кроме того, было предложено разделение линейных и разветвленных парафинов, однако мембраны еще не нашли промышленное применение. В патенте США №5069794 раскрыты микропористые мембраны, содержащие кристаллический материал - молекулярное сито. В колонке 8, строка 11 и далее, описаны возможные области применения мембран, в том числе разделение линейных и разветвленных парафинов. Смотрите также патент США 6090289, где раскрыт слоистый композиционный материал, содержащий молекулярное сито, который может быть использован в качестве мембраны. Среди возможных процессов разделения, в которых могут быть использованы мембраны и которые раскрыты, начиная со строки 6 в колонке 13, указано разделение нормальных парафинов и разветвленных парафинов. В патентах США №№6156950 и 6338791 обсуждается технология разделения по проницаемости, которая может найти применение для отделения нормальных парафинов от разветвленных парафинов, и описаны схемы разделения в связи с процессом изомеризации. В документе США №2003/0196931 раскрыт двухступенчатый процесс изомеризации для повышения качества углеводородного сырья, содержащего от 4 до 12 атомов углерода.In addition, it was proposed the separation of linear and branched paraffins, but the membrane has not yet found industrial application. US Pat. No. 5,069,794 discloses microporous membranes containing a crystalline material, a molecular sieve. Column 8, line 11 and below, describes possible applications for membranes, including the separation of linear and branched paraffins. See also US Pat. No. 6,090,289 for a layered composite material containing a molecular sieve that can be used as a membrane. Among the possible separation processes in which membranes can be used and which are disclosed starting from line 6 in column 13, the separation of normal paraffins and branched paraffins is indicated. US Patent Nos. 6156950 and 6338791 discuss a permeability separation technology that may find application for separating normal paraffins from branched paraffins and describes separation schemes in connection with the isomerization process. US2003 / 0196931 discloses a two-stage isomerization process to improve the quality of a hydrocarbon feed containing 4 to 12 carbon atoms.
Недавно Bourney и др., в документе WO 2005/049766 описали способ получения высокооктанового бензина с использованием мембран для удаления, среди прочих, н-пентана из изомеризованного потока, полученного из верхнего погона деизогексанайзера. Боковая фракция из деизогексанайзера используется как промывающий флюид на выходной стороне мембраны. Смесь проникшего продукта и промывающего флюида подвергают рециркуляции в реактор изомеризации. При компьютерном моделировании мембранного разделения с применением цеолита MFI на оксиде алюминия в примере 1 этой публикации показано, что требуется площадь поверхности мембраны 5000 м2 для того, чтобы удалить приблизительно 95% по массе н-пентана из верхнего погона дистилляционной колонны деизогексанайзера. При скорости потока сырья в мембранный разделитель 75000 кг/ч (содержит 20,6% по массе н-пентана), оказалось, что проницаемость н-пентана, используемого при моделировании, имеет величину порядка 0,01 грамм-моль/(м2·с) при температуре 300°С. Отмечено, что величина ОЧ и.м. продукта после удаления н-пентана составляет 91,0.Recently, Bourney et al., In WO 2005/049766, described a process for producing high octane gasoline using membranes to remove, among others, n-pentane from an isomerized stream obtained from the overhead of a deisohexanizer. The deisohexanizer side fraction is used as a flushing fluid at the outlet side of the membrane. The mixture of the permeated product and the washing fluid is recycled to the isomerization reactor. Computer simulation of membrane separation using MFI zeolite on alumina in Example 1 of this publication showed that a membrane surface area of 5000 m 2 is required in order to remove approximately 95% by weight of n-pentane from the overhead of the deisohexanizer distillation column. When the flow rate of the feed to the membrane separator was 75,000 kg / h (containing 20.6% by weight of n-pentane), it turned out that the permeability of n-pentane used in the simulation was of the order of 0.01 gram mol / (m 2 · c) at a temperature of 300 ° C. It is noted that the magnitude of the NF the product after removal of n-pentane is 91.0.
Использование Bourney и др. боковой фракции из деизогексанайзера в качестве промывающего флюида при мембранном разделении приводит к рециркуляции ценных высокооктановых компонентов, таких как метилпентаны и метилциклопентан, обратно в реактор изомеризации. В таблице 1, Bourney и др. указывают, что концентрация метилциклопентана составляет 9,7 мас.%. Метилциклопентан отсутствует в потоке продукта. Кроме того, промывающий поток содержит 4,5 мас.% 2,3-диметилбутана, который также рециркулируется в реактор изомеризации. Поскольку процесс изомеризации приводит к равновесному распределению изомеров, эти соединения уничтожаются при однократном проходе с образованием высокооктанового топлива (ОЧ и.м.).Using Bourney et al. A side fraction from a deisohexanizer as a flushing fluid for membrane separation results in the recycling of valuable high-octane components, such as methyl pentanes and methyl cyclopentane, back to the isomerization reactor. In table 1, Bourney and others indicate that the concentration of methylcyclopentane is 9.7 wt.%. Methyl cyclopentane is not present in the product stream. In addition, the washing stream contains 4.5 wt.% 2,3-dimethylbutane, which is also recycled to the isomerization reactor. Since the process of isomerization leads to an equilibrium distribution of isomers, these compounds are destroyed in a single pass with the formation of high-octane fuel (HF im).
Применение цеолитных мембран предложено в качестве подходящего технологического процесса выделения линейных молекул. Например, см. абзацы 0008 и 0032. В патенте США №6818333 описаны тонкие цеолитные мембраны, которые, как указано, имеют проницаемость по н-бутану, по меньшей мере, 6·10-7 моль/(м2·м·Па) и относительную селективность н-бутан/изобутан, равную по меньшей мере 250.The use of zeolite membranes is proposed as a suitable process for the isolation of linear molecules. For example, see paragraphs 0008 and 0032. US patent No. 6818333 describes thin zeolite membranes, which, as indicated, have a n-butane permeability of at least 6 · 10 -7 mol / (m 2 · m · Pa) and a relative selectivity of n-butane / isobutane of at least 250.
Изменения в законодательстве по охране окружающей среды и эффективности топлива могут оказывать основательное влияние на спрос продукта изомеризации с более высоким октановым числом. Например, потребность снижения содержания бензола в бензинах приведет к необходимости увеличения октанового числа продукта изомеризации, причем потребуется модернизация "нерециркуляционных" процессов изомеризации в процессы с разделением и рециркуляцией нормальных парафинов в реактор изомеризации. Даже в существующих процессах, в которых используются деизогексанайзеры, может возникнуть потребность в продукте изомеризации с повышенным октановым числом.Changes in environmental legislation and fuel efficiency can have a profound effect on the demand for a higher octane isomerization product. For example, the need to reduce the benzene content in gasolines will lead to the need to increase the octane number of the isomerization product, and it will be necessary to modernize the "non-recirculation" isomerization processes into processes with the separation and recycling of normal paraffins to the isomerization reactor. Even in existing processes using deisohexanizers, there may be a need for an isomerization product with an increased octane rating.
В соответствии с этим прорабатываются экономически привлекательные и простые в эксплуатации способы повышения октанового числа верхнего погона деизогексанайзера.In accordance with this, economically attractive and easy-to-use methods are being developed to increase the octane number of the overhead of the deisohexanizer.
В связи с последующим рассмотрением настоящего изобретения определяются следующие свойства мембран.In connection with the subsequent consideration of the present invention, the following membrane properties are determined.
МикропористостьMicroporosity
Микропоры и микропористость относятся к порам, которые имеют эффективный диаметр приблизительно от 0,3 до 2 нм (нм).Micropores and microporosity refer to pores that have an effective diameter of from about 0.3 to 2 nm (nm).
МезопористостьMesoporosity
Мезопоры и мезопористость относятся к порам, которые имеют эффективный диаметр приблизительно от 2 до 50 нм.Mesopores and mesoporosity refer to pores that have an effective diameter of about 2 to 50 nm.
МакропористостьMacroporosity
Макропоры и макропористость относятся к порам, которые имеют эффективный диаметр больше чем 50 нм.Macropores and macroporosity refer to pores that have an effective diameter of greater than 50 nm.
НаночастицыNanoparticles
Наночастицы представляет собой частицы, имеющие основной размер приблизительно до 100 нм.Nanoparticles are particles having a basic size of up to about 100 nm.
Молекулярные ситаMolecular sieves
Молекулярные сита представляют собой материалы, обладающие микропористостью, причем они могут быть аморфными, частично аморфными или кристаллическими и могут быть цеолитными, полимерными, металлическими, керамическими или углеродными.Molecular sieves are microporosity materials, which can be amorphous, partially amorphous or crystalline, and can be zeolite, polymer, metal, ceramic or carbon.
Ситовые мембраныScreen membranes
Ситовые мембраны представляют собой композиционную мембрану, содержащую непрерывную или прерывающуюся среду селективного разделения, которая включает в себя молекулярно-ситовой барьер. Этот барьер является структурой, которая существует для того, чтобы селективно блокировать поток флюида в мембране. В непрерывной ситовой мембране само молекулярное сито образует непрерывный слой, который стремятся сделать свободным от дефектов. Непрерывный барьер может содержать другие материалы, такие которые могут присутствовать в смешанных матричных мембранах. Прерывающаяся ситовая мембрана представляет собой прерывающуюся совокупность молекулярно-ситовых барьеров, в которых имеются пространства или пустоты между частицами или областями молекулярного сита. Эти пространства или пустоты могут содержать или заполняться другим твердым материалом. Частицы или области молекулярного сита представляют собой барьеры. Разделение, осуществляемое ситовыми мембранами, может быть основано на пространственных свойствах компонентов, подлежащих разделению. Другие факторы также могут влиять на проницаемость. Одним таким фактором является сорбционная способность или ее отсутствие за счет компонента и материала молекулярного сита. Другим фактором является взаимодействие компонентов, подлежащих разделению, в микропористой структуре молекулярного сита. Например, для некоторых цеолитных молекулярных сит присутствие молекул, скажем н-гексана, в поре может дополнительно затруднить вход 2-метилпентана в эту пору по сравнению с другой молекулой н-гексана. Поэтому цеолиты, которые только с точки зрения молекулярных размеров, предположительно, не будут обладать высокой селективностью при разделении нормальных и разветвленных парафинов, на практике могут обеспечить более высокую селективность разделения.Sieve membranes are a composite membrane containing a continuous or discontinuous selective separation medium that includes a molecular sieve barrier. This barrier is a structure that exists in order to selectively block the fluid flow in the membrane. In a continuous sieve membrane, the molecular sieve itself forms a continuous layer, which they strive to make free from defects. The continuous barrier may contain other materials, such as may be present in mixed matrix membranes. An interrupted sieve membrane is an interrupted set of molecular sieve barriers in which there are spaces or voids between particles or regions of a molecular sieve. These spaces or voids may contain or fill with other solid material. Particles or regions of a molecular sieve are barriers. Separation by sieve membranes may be based on the spatial properties of the components to be separated. Other factors may also affect permeability. One such factor is the sorption ability or its absence due to the component and material of the molecular sieve. Another factor is the interaction of the components to be separated in the microporous structure of the molecular sieve. For example, for some zeolite molecular sieves, the presence of molecules, say n-hexane, in the pore can further impede the entry of 2-methylpentane into this pore compared to another n-hexane molecule. Therefore, zeolites, which only from the point of view of molecular size, presumably, will not have high selectivity in the separation of normal and branched paraffins, in practice can provide a higher separation selectivity.
Индекс потока проницаемости С6 Permeability Flow Index C 6
Проницаемость ситовой мембраны, то есть скорость, с которой данный компонент проходит через мембрану заданной толщины, часто изменяется при варьировании таких условий, как температура и давление, абсолютное и дифференциальное. Так, например, могут быть найдены различные значения проницаемости, когда абсолютное давление на входной стороне равно 1000 кПа, по сравнению с абсолютным давлением 5000 кПа, причем все остальные параметры, в том числе и дифференциальное давление, являются постоянными. Поэтому в настоящем изобретении при описании ситовых мембран используется индекс потока проницаемости С6. Этот индекс потока проницаемости для данной мембраны определяется путем измерения скорости (грамм-моль в секунду), с которой существенно чистый нормальный гексан (предпочтительно, по меньшей мере, около 95% от массы нормального гексана) проникает через мембрану приблизительно при 150°С и абсолютном давлении на входной стороне мембраны около 1000 кПа и давлении на выходной стороне мембраны около 100 кПа. Индекс потока проницаемости С6 соответствует скорости проницаемости на квадратный метр площади поверхности с входной стороны, но не нормализуется на толщину мембраны. Поэтому индекс потока проницаемости С6 для данной мембраны имеет размерность грамм-моль нормального гексана, проходящего за секунду на квадратный метр площади поверхности мембраны с входной стороны.The permeability of the sieve membrane, that is, the speed at which a given component passes through a membrane of a given thickness, often changes with varying conditions such as temperature and pressure, absolute and differential. So, for example, various values of permeability can be found when the absolute pressure at the inlet side is 1000 kPa, compared with the absolute pressure of 5000 kPa, and all other parameters, including differential pressure, are constant. Therefore, in the present invention, the C 6 permeability flow index is used to describe screen membranes. This permeability flow index for a given membrane is determined by measuring the rate (gram mol per second) at which substantially pure normal hexane (preferably at least about 95% by weight of normal hexane) penetrates the membrane at approximately 150 ° C and absolute the pressure on the inlet side of the membrane is about 1000 kPa; and the pressure on the outlet side of the membrane is about 100 kPa. The C 6 permeability flow index corresponds to the permeability rate per square meter of surface area from the input side, but is not normalized to the membrane thickness. Therefore, the C 6 permeability flow index for a given membrane has a dimension of gram-mole of normal hexane passing per second per square meter of membrane surface area from the input side.
Отношение потоков проницаемости С6 The ratio of the flow of permeability With 6
Отношение потоков проницаемости С6 для данной ситовой мембраны представляет собой отношение индекса потока проницаемости С6 (н-гексан) к индексу потока проницаемости i-С6 (изогексана), где индекс потока проницаемости i-С6 определяется таким же образом, как в случае С6, но с использованием существенно чистых диметилбутанов (независимо от распределения между 2,2-диметилбутаном и 2,3-диметилбутаном) (предпочтительно, по меньшей мере, около 95% от массы диметилбутанов).The ratio of C 6 permeability fluxes for a given sieve membrane is the ratio of C 6 permeability flux index (n-hexane) to i-C 6 permeability flux index (isohexane), where i-C 6 permeability flux index is determined in the same way as in the case C 6 , but using substantially pure dimethylbutanes (regardless of the distribution between 2,2-dimethylbutane and 2,3-dimethylbutane) (preferably at least about 95% by weight of dimethylbutanes).
Краткое изложение изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
В настоящем изобретении осуществлены усовершенствования процессов изомеризации с целью повышения октанового числа парафинового сырья, содержащего 5 и 6 атомов углерода, причем в этих способах используются деизогексанайзеры, чтобы получить низкокипящую фракцию, содержащую диметилбутаны, и высококипящую фракцию, содержащую нормальный гексан. Согласно настоящему изобретению используются мембраны с целью извлечения из высококипящей фракции, содержащей нормальный гексан, компонентов с повышенным октановым числом, таких как метилциклопентан и диметилбутаны. Эти компоненты с повышенным октановым числом могут быть использованы для смешивания с моторным топливом. Поскольку только часть продукта изомеризации подвергается мембранному разделению, может быть снижена необходимая площадь поверхности мембраны, и таким образом повышается экономическая привлекательность применения мембран.The present invention has made improvements to isomerization processes to increase the octane number of paraffin feedstocks containing 5 and 6 carbon atoms, and these methods use deisohexanizers to produce a low boiling fraction containing dimethyl butanes and a high boiling fraction containing normal hexane. According to the present invention, membranes are used to recover high octane components such as methylcyclopentane and dimethylbutanes from the high boiling fraction containing normal hexane. These high octane components can be used to mix with motor fuel. Since only part of the isomerization product undergoes membrane separation, the required membrane surface area can be reduced, and thus the economic attractiveness of the use of membranes is increased.
Предпочтительно, по меньшей мере, часть продиффундировавшего в процессе мембранного разделения вещества, содержащего нормальный гексан, рециркулируется для изомеризации. Поскольку концентрация нормального гексана в продиффундировавшем веществе выше концентрации в высококипящей фракции, объем рециркулирующего потока уменьшается по сравнению с объемом рециркуляции такого же количества нормального гексана, но не прошедшего мембранное разделение. Возможность уменьшения объема потока, рециркулирующего в реактор изомеризации, может обеспечить определенные преимущества способам согласно изобретению. Например, уменьшение объема рециркулирующего потока позволяет увеличить подачу сырья в реактор изомеризации при заданной степени превращения и таким образом повысить производительность реактора изомеризации. Кроме того, за счет уменьшения количества высокооктановых компонентов, таких как метилциклопентан и диметилбутаны, которые в противном случае были подвергнуты рециркуляции в реактор изомеризации, равновесный характер процесса изомеризации будет обеспечивать продукт с повышенным октановым числом, полученным на единичное количество сырья.Preferably, at least a portion of the normal hexane-containing substance diffused during the membrane separation process is recycled for isomerization. Since the concentration of normal hexane in the diffused substance is higher than the concentration in the high-boiling fraction, the volume of the recycle stream decreases compared to the volume of recirculation of the same amount of normal hexane, but which has not passed membrane separation. The ability to reduce the volume of stream recycled to the isomerization reactor may provide certain advantages to the methods of the invention. For example, a decrease in the volume of the recycle stream allows an increase in the supply of raw materials to the isomerization reactor at a given degree of conversion and thus increase the productivity of the isomerization reactor. In addition, by reducing the amount of high-octane components, such as methylcyclopentane and dimethylbutanes, which were otherwise recycled to the isomerization reactor, the equilibrium nature of the isomerization process will provide a product with an increased octane number obtained per unit amount of raw material.
В широком замысле способы настоящего изобретения включают в себяBroadly, the methods of the present invention include
a) изомеризацию исходного сырья, содержащего парафины, имеющие 5 и 6 атомов углерода, где, по меньшей мере, 15% от массы исходного сырья представляют собой линейные парафины, в условиях изомеризации, включая наличие катализатора изомеризации, чтобы получить продукт изомеризации, содержащий линейные парафины, но в меньшей концентрации, чем в исходном сырье,a) isomerization of a feedstock containing paraffins having 5 and 6 carbon atoms, where at least 15% by weight of the feedstock are linear paraffins, under isomerization conditions, including the presence of an isomerization catalyst, to obtain an isomerization product containing linear paraffins , but in a lower concentration than in the feedstock,
b) дистилляцию, по меньшей мере, части, предпочтительно, по меньшей мере, 90% по массе и наиболее предпочтительно почти всего продукта изомеризации, для того, чтобы получить низкокипящую фракцию, содержащую диметилбутаны, и низшие парафины, и фракцию, содержащую нормальный гексан, метилпентаны, диметилбутаны и метилциклопентан,b) distilling at least part, preferably at least 90% by weight and most preferably almost all of the isomerization product, in order to obtain a low-boiling fraction containing dimethylbutanes and lower paraffins, and a fraction containing normal hexane, methylpentanes, dimethylbutanes and methylcyclopentane,
(с) контактирование, по меньшей мере части, предпочтительно, по меньшей мере, 90% по массе и наиболее предпочтительно почти всей фракции, содержащей нормальный гексан, со стадии b), с входной стороной селективно проницаемой мембраны в условиях, включающих в себя достаточную площадь поверхности мембраны и перепад давления на мембране для того, чтобы получить удерживаемую фракцию, в которой имеется повышенная концентрация метилциклопентана и диметилбутанов, и получить на выходной стороне мембраны продиффундировавшую фракцию, имеющую повышенную концентрацию нормального гексана и метилпентанов, причем указанная продиффундировавшая фракция содержит, по меньшей мере 75%, предпочтительно, по меньшей мере 90% от массы нормального гексана, содержащейся во фракции, включающей нормальный гексан и контактировавшей с мембраной, и(c) contacting at least a portion, preferably at least 90% by weight and most preferably almost the entire fraction containing normal hexane, from step b), with the inlet side of the selectively permeable membrane under conditions including a sufficient area the surface of the membrane and the pressure drop across the membrane in order to obtain a retained fraction in which there is an increased concentration of methylcyclopentane and dimethylbutanes, and to obtain on the outlet side of the membrane a diffused fraction having a higher hydrochloric concentration of normal hexane and methylpentane, The diffused wherein said fraction contains at least 75%, preferably at least 90% by weight of normal hexane contained in the fraction comprising normal hexane contacted with the membrane, and
d) выведение удерживаемого продукта со стадии с).d) removing the retained product from step c).
Предпочтительно, по меньшей мере, часть, более предпочтительно, по меньшей мере 90% по массе, и наиболее предпочтительно почти всю продиффундировавшую фракцию со стадии с) подвергают рециркуляции на стадию а).Preferably, at least a portion, more preferably at least 90% by weight, and most preferably almost all of the diffused fraction from step c) is recycled to step a).
Предпочтительно, по меньшей мере, 25% более предпочтительно, по меньшей мере 30 мас.% метилпентанов, содержащихся в потоке, содержащем нормальный гексан и контактирующем с мембраной, содержатся в продиффундировавшем веществе. Во многих случаях концентрация нормального гексана во всем продиффундировавшем веществе будет приблизительно меньше, чем 90 мас.%, например, приблизительно от 25 до 90, например от 40 до 80 мас.%. В некоторых аспектах способов согласно изобретению выведенный удерживаемый продукт содержит больше, чем приблизительно 10%, например от 15 до 50 мас.% фракции, содержащей нормальный гексан и контактировавшей с мембраной. Таким образом, объем рециркулирующего потока на стадию изомеризации а) становится меньше, чем в аналогичном процессе, в котором фракцию, содержащую нормальный гексан, не подвергают мембранному разделению.Preferably, at least 25%, more preferably at least 30% by weight of methyl pentanes contained in the stream containing normal hexane and in contact with the membrane is contained in the diffused substance. In many cases, the concentration of normal hexane in the whole diffused substance will be approximately less than 90 wt.%, For example, from about 25 to 90, for example from 40 to 80 wt.%. In some aspects of the methods of the invention, the recovered retained product contains more than about 10%, for example, 15 to 50% by weight of a fraction containing normal hexane and in contact with the membrane. Thus, the volume of the recycle stream at the isomerization stage a) becomes less than in a similar process in which the fraction containing normal hexane is not subjected to membrane separation.
Удерживаемый продукт со стадии d) содержит значительное количество метилциклопентана и, таким образом, имеет хорошее октановое число. Часто, по меньшей мере 50%, предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 80 мас.% метилциклопентана во фракции, содержащей нормальный гексан и контактирующей с мембраной, остаются в удерживаемом продукте.The retained product from step d) contains a significant amount of methylcyclopentane and, thus, has a good octane number. Often at least 50%, preferably at least about 80% by weight of methylcyclopentane in the fraction containing normal hexane and in contact with the membrane remain in the retained product.
Разделение монометилпентанов и диметилбутанов затруднено из-за близости их температур кипения и, таким образом, необходимо не только использовать деизогексанайзер с очень большим числом дистилляционных тарелок, часто в диапазоне 80 тарелок, но также и большое отношение флегмы к сырью, например от 2:1 до 3:1, поэтому для работы деизогексанайзера требуется значительное количество тепла в кипятильнике. Благодаря использованию способов согласно изобретению значительная часть диметилбутанов, содержащихся во фракции, содержащей нормальный гексан, остается в удерживаемом продукте и таким образом извлекается с метилциклопентаном для использования в компаундированном моторном топливе. Предпочтительно дистилляционная стадия b) эксплуатируется таким образом, что фракция, содержащая нормальный гексан, включает в себя диметилбутаны, например, по меньшей мере 2, и иногда от 5 до 30 мас.% диметилбутанов, содержащихся в продукте изомеризации, выходящем со стадии а). Предпочтительно, по меньшей мере 30%, более предпочтительно, по меньшей мере 70 мас.% диметилбутанов, содержащихся во фракции, содержащей нормальный гексан, сохраняется в удерживаемом продукте. Таким образом, выведенный удерживаемый продукт может быть использован в качестве моторного топлива или представляет собой компонент для получения компаундированного моторного топлива. Согласно изобретению в существующем деизогексанайзере может быть снижено флегмовое число, иногда на 10-50%, что приводит к экономии энергии, без нежелательной потери октанового числа продукта.The separation of monomethylpentanes and dimethylbutanes is difficult due to the proximity of their boiling points and, therefore, it is necessary not only to use a deisohexanizer with a very large number of distillation plates, often in the range of 80 plates, but also a large ratio of reflux to raw materials, for example from 2: 1 to 3: 1, therefore, the deisohexanizer requires a significant amount of heat in the boiler to operate. By using the methods of the invention, a significant portion of the dimethylbutanes contained in the fraction containing normal hexane remains in the retained product and is thus recovered with methylcyclopentane for use in compounded motor fuels. Preferably, the distillation step b) is operated in such a way that the fraction containing normal hexane includes dimethylbutanes, for example at least 2, and sometimes 5 to 30% by weight of dimethylbutanes contained in the isomerization product leaving step a). Preferably, at least 30%, more preferably at least 70% by weight of dimethylbutanes contained in the fraction containing normal hexane is stored in the retained product. Thus, the recovered retained product can be used as motor fuel or is a component for producing compounded motor fuel. According to the invention, the reflux ratio can be reduced in the existing deisohexanizer, sometimes by 10-50%, which leads to energy savings, without the undesirable loss of the octane number of the product.
Предпочтительно, мембрана представляет собой ситовую мембрану, имеющую индекс потока проницаемости С6, по меньшей мере, приблизительно 0,01, более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 0,02, и отношение потоков проницаемости С6, по меньшей мере, приблизительно 1,25:1, более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 1.3:1, и часто от 1,35:1 до 5:1 или 6:1.Preferably, the membrane is a sieve membrane having a C 6 permeability flux index of at least about 0.01, more preferably at least about 0.02, and a C 6 permeability flux ratio of at least about 1, 25: 1, more preferably at least about 1.3: 1, and often from 1.35: 1 to 5: 1 or 6: 1.
Кроме того, изобретение относится к устройству, подходящему для осуществления способов этого изобретения. В широком аспекте устройство согласно изобретению представляет собой устройство для изомеризации исходного сырья, содержащего парафины с числом атомов углерода 5 и 6, чтобы получить фракцию бензина, и включает в себя:In addition, the invention relates to a device suitable for implementing the methods of this invention. In a broad aspect, the device according to the invention is a device for isomerizing a feedstock containing paraffins with carbon numbers 5 and 6 to obtain a gasoline fraction, and includes:
а) реактор изомеризации (106), в котором имеются приспособления для приема исходного сырья на входе и выходной патрубок,a) isomerization reactor (106), in which there are devices for receiving the feedstock at the inlet and outlet pipe,
b) аппарат для удаления гексана (116), в котором вход жидкого флюида соединен с выходным патрубком реактора изомеризации (106), выходной патрубок низкокипящей фракции предназначен для удаления низкокипящей фракции по линии (118), выходной патрубок для отбора боковой фракции и выходной патрубок высококипящей фракции; иb) a hexane removal apparatus (116), in which the liquid fluid inlet is connected to the outlet pipe of the isomerization reactor (106), the low-boiling fraction outlet pipe is used to remove the low-boiling fraction along line (118), the outlet pipe to select the side fraction and the high-boiling outlet pipe fractions; and
с) мембранный сепаратор (124), в котором боковой патрубок для входа жидкого сырья соединен с выходным патрубком, который обеспечивает отбор боковой фракции аппарата удаления гексана (116), боковой патрубок для выхода жидкого сырья соединен с трубопроводом (118) для вышекипящей фракции аппарата удаления гексана (116), и выход жидкого продиффундировавшего продукта соединен с входом в реактор изомеризации (106).c) a membrane separator (124), in which a side nozzle for entering the liquid raw material is connected to an outlet nozzle that selects the side fraction of the hexane removal apparatus (116), a side nozzle for the exit of liquid raw material is connected to the pipeline (118) for the higher boiling fraction of the removal apparatus hexane (116), and the output of the liquid diffused product is connected to the inlet of the isomerization reactor (106).
На чертеже дано схематическое представление способов согласно изобретению с использованием стабилизационной колонны до деизогексанайзера.The drawing shows a schematic representation of the methods according to the invention using a stabilization column to a deisohexanizer.
Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
ИзомеризацияIsomerization
В способах настоящего изобретения может быть использовано любое подходящее исходное сырье, содержащее парафины. Сырьевая нафта наиболее часто используется в качестве исходного сырья в процессах изомеризации. Сырьевая нафта включает в себя парафиновые, нафтеновые и ароматические углеводороды и может содержать небольшие количества олефинов, кипящих в диапазоне бензиновой фракции. Исходное сырье, которое может быть использовано, включает в себя прямогонную нафту, нефтяной бензин, синтетическую нафту, бензин термического крекинга, бензин каталитического крекинга, нафту частичного риформинга или рафинаты после экстракции ароматических углеводородов. По существу, это исходное сырье входит в полный диапазон бензиновой фракции или в диапазоне от 0 до 230°С. Обычно исходное сырье представляет собой легкую нафту, имеющую точку начала кипения приблизительно от 10 до 65°С, и точку конца кипения приблизительно от 75 до 110°C; предпочтительно точка конца кипения лежит ниже, чем приблизительно 95°С.Any suitable feedstock containing paraffins may be used in the methods of the present invention. Raw naphtha is most often used as a feedstock in isomerization processes. Raw naphtha includes paraffinic, naphthenic and aromatic hydrocarbons and may contain small amounts of olefins boiling in the range of the gasoline fraction. Raw materials that can be used include straight run naphtha, petroleum gas, synthetic naphtha, thermal cracking gasoline, catalytic cracking gasoline, partial reforming naphtha or raffinates after aromatic hydrocarbon extraction. Essentially, this feedstock is included in the full range of the gasoline fraction or in the range from 0 to 230 ° C. Typically, the feedstock is light naphtha having a boiling point of about 10 to 65 ° C and a boiling point of about 75 to 110 ° C; preferably the boiling point lies lower than about 95 ° C.
Обычно нафта как исходное сырье содержит небольшие количества серосодержащих соединений в концентрации меньше, чем 10 массовых частей на миллион (мас.ч/млн) в расчете на элемент. Предпочтительно, сырьевую нафту получают из загрязненного исходного сырья с помощью традиционных процессов предварительной очистки, таких как гидрогенизационнная обработка, гидроочистка или гидрообессеривание, чтобы такие загрязнения, как серо-, азот- и кислородсодержащие соединения соответственно в Н2S, NH3 и H2O, которые могут быть выделены из углеводородов путем фракционирования. Предпочтительно, для такого превращения можно использовать катализатор, известный из уровня техники и содержащий неорганический оксидный носитель и металлы, которые выбирают из групп VIB (ИЮПАК 6) и VIII (ИЮПАК 9-10) Периодической Таблицы элементов. Вода может играть роль промотора каталитической активности, действуя в качестве основания, а сера временно деактивирует катализатор за счет отравления платины. Обычно в результате указанной выше гидроочистки исходного сырья снижается содержание образующих воду кислородсодержащих соединений и деактивирующих серосодержащих соединений до приемлемого уровня и вообще отпадает необходимость в других средствах удаления серы и воды из углеводородных потоков, таких как системы адсорбционного разделения. В объем настоящего изобретения входит необязательная стадия предварительной обработки сырья.Typically, naphtha as a feedstock contains small amounts of sulfur-containing compounds in a concentration of less than 10 parts per million (parts by weight per million) per element. Preferably, the naphtha feed is obtained from contaminated feed using conventional pre-treatment processes, such as hydrogenation treatment, hydrotreating, or hydrodesulfurization, so that contaminants such as sulfur, nitrogen, and oxygen compounds, respectively, in H 2 S, NH 3 and H 2 O that can be isolated from hydrocarbons by fractionation. Preferably, a catalyst known in the art and containing an inorganic oxide support and metals that are selected from groups VIB (IUPAC 6) and VIII (IUPAC 9-10) of the Periodic Table of Elements can be used for such a conversion. Water can play the role of a promoter of catalytic activity, acting as a base, and sulfur temporarily deactivates the catalyst due to platinum poisoning. Typically, as a result of the above hydrotreating of the feedstock, the content of water-forming oxygen-containing compounds and deactivating sulfur-containing compounds is reduced to an acceptable level and generally there is no need for other means of removing sulfur and water from hydrocarbon streams, such as adsorption separation systems. The scope of the present invention includes an optional pretreatment step for the feed.
Основными компонентами предпочтительного исходного сырья являются циклические и ациклические парафины, содержащие от 4 до 8 атомов углерода в молекуле (от С4 до C8), главным образом C5-С6, и, кроме того, могут присутствовать малые количества ароматических и олефиновых углеводородов. Обычно концентрация С7 и более тяжелых компонентов приблизительно составляет менее 20 процентов от массы исходного сырья, а концентрация С4 и более легких компонентов - меньше чем 20%, предпочтительно менее 10% от массы исходного сырья. Массовое соотношение компонентов С5 к С6 в предпочтительном сырье составляет от 1:10 до 1:1.The main components of the preferred feedstock are cyclic and acyclic paraffins containing from 4 to 8 carbon atoms in the molecule (C 4 to C 8 ), mainly C 5 -C 6 , and in addition, small amounts of aromatic and olefinic hydrocarbons may be present . Typically, the concentration of C 7 and heavier components is approximately less than 20 percent of the weight of the feedstock, and the concentration of C 4 and lighter components is less than 20%, preferably less than 10% of the weight of the feedstock. The mass ratio of the components With 5 to With 6 in the preferred raw material is from 1:10 to 1: 1.
Хотя отсутствуют конкретные ограничения на общее содержание циклических углеводородов в исходном сырье, обычно исходное сырье приблизительно содержит между 2 и 40% по массе циклических нафтеновых и ароматических углеводородов. Хотя содержание ароматических углеводородов в сырьевой нафте обычно не превышает содержание алкановых и циклоалкановых углеводородов, оно может составлять от 2 до 20% и более типично от 5 до 10% от всей массы. Бензол обычно составляет основную часть ароматических углеводородов в предпочтительном исходном сырье, необязательно вместе с меньшим количеством толуола и вышекипящих ароматических углеводородов в указанном выше диапазоне кипения.Although there are no specific restrictions on the total cyclic hydrocarbon content of the feed, typically the feed contains approximately between 2 and 40% by weight of cyclic naphthenic and aromatic hydrocarbons. Although the content of aromatic hydrocarbons in the raw naphtha usually does not exceed the content of alkanes and cycloalkane hydrocarbons, it can be from 2 to 20% and more typically from 5 to 10% of the total mass. Benzene usually constitutes the bulk of the aromatic hydrocarbons in the preferred feedstock, optionally together with less toluene and higher boiling aromatic hydrocarbons in the above boiling range.
Обычно линейные парафины присутствуют в количестве, по меньшей мере, 15%, часто от 40%, предпочтительно, по меньшей мере от 50%, до почти 100% линейных парафинов от массы сырья, используемого в способах согласно изобретению. Для исходной нафты количество линейных парафинов обычно составляет, по меньшей мере 50%, например от 50 до 90 мас.%. Массовое соотношение нелинейных парафинов к линейным парафинам в исходном сырье часто составляет меньше 1:1, например от 0,1:1 до 0,95:1. Нелинейные парафины включают в себя разветвленные ациклические парафины и замещенные или незамещенные циклопарафины. Кроме того, в исходном сырье могут присутствовать другие компоненты, такие как ароматические и олефиновые соединения, которые описаны выше.Typically, linear paraffins are present in an amount of at least 15%, often from 40%, preferably at least 50%, to almost 100% of linear paraffins based on the weight of the feed used in the methods of the invention. For the initial naphtha, the amount of linear paraffins is usually at least 50%, for example from 50 to 90 wt.%. The mass ratio of non-linear paraffins to linear paraffins in the feedstock is often less than 1: 1, for example from 0.1: 1 to 0.95: 1. Non-linear paraffins include branched acyclic paraffins and substituted or unsubstituted cycloparaffins. In addition, other components, such as aromatic and olefinic compounds, as described above, may be present in the feed.
Исходное сырье пропускают в одну или несколько зон изомеризации. Согласно замыслу настоящего изобретения, в случае рециркуляции нормального гексана, исходное сырье и рециркуляционный поток обычно смешивают до поступления в зону изомеризации, но они могут быть введены раздельно, если это желательно. В любом случае общий поток сырья в зону изомеризации здесь называется сырьем для изомеризации. Рециркуляция может быть осуществлена одним или несколькими потоками. Как рассмотрено ниже, рециркуляционный поток содержит линейные парафины. Концентрация линейных парафинов в сырье для изомеризации будет зависеть не только от концентрации линейных парафинов в исходном сырье, но также от их концентрации в рециркуляционном потоке и от отношения количеств рециркуляционного потока к исходному сырью, которое может изменяться в широком диапазоне. Часто сырье для изомеризации имеет концентрацию линейных парафинов, по меньшей мере, приблизительно 30%, например, между 35 и 90, предпочтительно приблизительно от 40 до 70% по массе, причем молярное соотношение нелинейных парафинов к линейным парафинам составляет между 0,2:1 и 1,5:1 и иногда между 0,4:1 и 1,2:1.The feed is passed into one or more isomerization zones. According to the concept of the present invention, in the case of recycling normal hexane, the feedstock and the recycle stream are usually mixed before entering the isomerization zone, but they can be introduced separately, if desired. In any case, the total flow of raw materials into the isomerization zone is here called the raw material for isomerization. Recycling can be carried out in one or more threads. As discussed below, the recycle stream contains linear paraffins. The concentration of linear paraffins in the isomerization feed will depend not only on the concentration of linear paraffins in the feed, but also on their concentration in the recycle stream and on the ratio of the amounts of recycle stream to the feed, which can vary over a wide range. Often the raw material for isomerization has a linear paraffin concentration of at least about 30%, for example between 35 and 90, preferably from about 40 to 70% by weight, the molar ratio of non-linear paraffins to linear paraffins is between 0.2: 1 and 1.5: 1 and sometimes between 0.4: 1 and 1.2: 1.
В зоне изомеризации сырье для изомеризации подвергается воздействию условий изомеризации, в том числе в присутствии катализатора изомеризации, предпочтительно в присутствии ограниченного, но определенного количества водорода, как описано в патентах США №№4804803 и 5326296, которые оба включены в изобретение как ссылки. Обычно изомеризация парафинов считается обратимой реакцией первого порядка. Таким образом, поток из реактора изомеризации будет иметь повышенную концентрацию нелинейных парафинов и пониженную концентрацию линейных парафинов по сравнению с сырьем для изомеризации. В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения условия изомеризации являются достаточными для того, чтобы изомеризовать, по меньшей мере 20%, предпочтительно между 30 и 60% от массы нормальных парафинов в сырье для изомеризации. Обычно в условиях изомеризации достигается уровень, по меньшей мере 70%, предпочтительно, по меньшей мере 75%, например, от 75 до 97% от равновесного состава С6 парафинов, присутствующих в сырье для изомеризации. Во многих случаях в потоке из реактора изомеризации массовое соотношение нелинейных парафинов к линейным парафинам составляет, по меньшей мере 2:1, предпочтительно между 2,5 и 4:1.In the isomerization zone, the isomerization feed is subjected to isomerization conditions, including in the presence of an isomerization catalyst, preferably in the presence of a limited but defined amount of hydrogen, as described in US Pat. Nos. 4,804,803 and 5,326,296, which are both incorporated by reference. Typically, paraffin isomerization is considered a first order reversible reaction. Thus, the flow from the isomerization reactor will have a higher concentration of non-linear paraffins and a lower concentration of linear paraffins in comparison with the feed for isomerization. In preferred embodiments of the present invention, the isomerization conditions are sufficient to isomerize at least 20%, preferably between 30 and 60% by weight of normal paraffins in the isomerization feed. Typically, under isomerization conditions, a level of at least 70%, preferably at least 75%, for example, from 75 to 97% of the equilibrium composition of C 6 paraffins present in the isomerization feed is achieved. In many cases, in a stream from an isomerization reactor, the weight ratio of non-linear paraffins to linear paraffins is at least 2: 1, preferably between 2.5 and 4: 1.
Катализатор изомеризации не является существенным в широком аспекте этого изобретения, причем может найти применение любой подходящий катализатор изомеризации. Подходящие катализаторы изомеризации включает в себя кислотные катализаторы с использованием, для поддержания желательной кислотности, хлорированных и сульфатированных катализаторов. Катализатор изомеризации может быть аморфным, например на основе аморфного оксида алюминия, или цеолитным. Обычно цеолитный катализатор еще может содержать аморфный связующий материал. Катализатор может включать в себя сульфатированный оксид циркония и платину, как описано в патенте США №5036035 и заявке на Европатент 0666109 А1, или металл платиновой группы на хлорированном оксиде алюминия, как описано в патентах США №№5705730 и 6214764. Другой подходящий катализатор описан в патенте США №5922639. В патенте США №6818589 раскрыт катализатор, содержащий вольфраматный носитель на оксиде или гидроксиде металла группы IVB (ИЮПАК 4), предпочтительно оксиде или гидроксиде циркония, в котором, по меньшей мере, первый компонент представляет собой лантаноидный элемент и/или иттриевый компонент и, по меньшей мере, второй компонент представляет собой металл платиновой группы. Эти документы введены в настоящее изобретение, поскольку в них раскрыты каталитические композиции, режимы работы и технические приемы изомеризации.The isomerization catalyst is not essential in a broad aspect of this invention, and any suitable isomerization catalyst may find use. Suitable isomerization catalysts include acid catalysts using, to maintain the desired acidity, chlorinated and sulfated catalysts. The isomerization catalyst may be amorphous, for example based on amorphous alumina, or zeolite. Typically, the zeolite catalyst may still contain amorphous binder material. The catalyst may include sulfated zirconia and platinum, as described in US Pat. No. 5,036,035 and European Patent Application 0666109 A1, or a platinum group metal on chlorinated alumina, as described in US Pat. Nos. 5705730 and 6214764. Another suitable catalyst is described in US patent No. 5922639. US Pat. No. 6,818,589 discloses a catalyst comprising a tungstate support on a Group IVB metal oxide or hydroxide (IUPAC 4), preferably zirconium oxide or hydroxide, in which at least the first component is a lanthanide element and / or yttrium component and, at least the second component is a platinum group metal. These documents are included in the present invention, since they disclose catalytic compositions, operating modes, and isomerization techniques.
Контактирование внутри зон изомеризации может быть осуществлено с использованием каталитической системы неподвижного слоя, системы подвижного слоя, системы флюидизированного слоя или в режиме периодической загрузки. Предпочтительной является система неподвижного слоя. Реагенты могут контактировать с частицами в слое катализатора в восходящем, в нисходящем или радиальном направлении потока. При контакте с частицами катализатора реагенты могут находиться в жидкой фазе, смешанной паро-жидкостной фазе, или в паровой фазе, причем отличные результаты получаются главным образом при использовании настоящего изобретения в режиме жидкой фазы. Зона изомеризации может находиться в одном реакторе или в двух или больше отдельных реакторах, между которыми находится подходящее устройство, обеспечивающее поддержание желательной температуры изомеризации на входе в каждую зону. Предпочтительная схема включает в себя два или больше последовательных реакторов, что обеспечивает улучшенный режим изомеризации за счет регулирования температуры в отдельных реакторах и возможности частичной замены катализатора без останова процесса.Contacting within the isomerization zones can be carried out using a fixed bed catalyst system, a moving bed system, a fluidized bed system, or in a batch mode. A fixed bed system is preferred. The reagents can be contacted with particles in the catalyst bed in an upward, downward, or radial direction of flow. Upon contact with the catalyst particles, the reactants can be in the liquid phase, the mixed vapor-liquid phase, or in the vapor phase, with excellent results being obtained mainly when using the present invention in the liquid phase mode. The isomerization zone may be in one reactor or in two or more separate reactors, between which there is a suitable device to maintain the desired isomerization temperature at the entrance to each zone. The preferred scheme includes two or more series reactors, which provides an improved isomerization mode by controlling the temperature in individual reactors and the possibility of partial replacement of the catalyst without stopping the process.
Условия изомеризации в зоне изомеризации включают температуру реактора, которая обычно изменяется от 40 до 250°С. Обычно предпочтительными являются пониженные температуры процесса, которые благоприятны для получения равновесных смесей, имеющих наибольшую концентрацию высокооктановых сильно разветвленных изоалканов, и для минимизации крекинга сырья с образованием более легких углеводородов. В настоящем изобретении предпочтительным является диапазон температур от 100 до 200°С. Рабочее абсолютное давление в реакторе обычно изменяется от 100 кПа до 10 МПа, предпочтительно между 0,5 и 4 МПа (абсолютное давление). Объемная скорость подачи жидкости изменяется приблизительно от 0,2 до 25 литров изомеризуемого углеводородного сырья в час на литр объема катализатора, при этом предпочтительным является диапазон от 0,5 до 15 ч-1.The isomerization conditions in the isomerization zone include the temperature of the reactor, which usually varies from 40 to 250 ° C. Generally, lower process temperatures are preferred, which are favorable for obtaining equilibrium mixtures having the highest concentration of high octane highly branched isoalkanes, and to minimize cracking of the feed to form lighter hydrocarbons. In the present invention, a temperature range of 100 to 200 ° C. is preferred. The operating absolute pressure in the reactor typically ranges from 100 kPa to 10 MPa, preferably between 0.5 and 4 MPa (absolute pressure). The volumetric flow rate of the liquid varies from about 0.2 to 25 liters of isomerizable hydrocarbon feed per hour per liter of catalyst volume, with a range of 0.5 to 15 h -1 being preferred.
Водород смешивается или остается с сырьем для изомеризации в зоне изомеризации для того, чтобы обеспечить молярное соотношение водорода к углеводородному сырью от 0,01 до 20, предпочтительно от 0,05 до 5. Водород можно подавать полностью из внешнего источника или пополнять за счет водорода, рециркулирующего в сырье, после выделения из потока, выходящего из реактора изомеризации. В водороде могут присутствовать легкие углеводороды и небольшие количества инертных газов, таких как азот и аргон. Воду необходимо удалять из водорода, поступающего из внешнего источника, предпочтительно с помощью адсорбционной системы, которая известна из уровня техники. В предпочтительных вариантах осуществления молярное отношение водорода к углеводородам в потоке, выходящем из реактора, равно 0,05 или меньше, поэтому обычно отпадает необходимость в рециркуляции водорода из потока, выходящего из реактора, в сырье.Hydrogen is mixed or remains with the isomerization feed in the isomerization zone in order to provide a molar ratio of hydrogen to hydrocarbon feed from 0.01 to 20, preferably from 0.05 to 5. Hydrogen can be supplied completely from an external source or replenished with hydrogen, recycle in the feed, after separation from the stream leaving the isomerization reactor. Light hydrocarbons and small amounts of inert gases such as nitrogen and argon may be present in hydrogen. Water must be removed from hydrogen coming from an external source, preferably using an adsorption system that is known in the art. In preferred embodiments, the molar ratio of hydrogen to hydrocarbons in the stream leaving the reactor is 0.05 or less, so there is usually no need to recycle hydrogen from the stream leaving the reactor to the feed.
Особенно в случае использования хлорированного катализатора для изомеризации поток, выходящий из реактора изомеризации, контактирует с сорбентом для того, чтобы удалить любые хлоридные компоненты, так как описано в патенте США №5705730.Especially in the case of using a chlorinated catalyst for isomerization, the stream leaving the isomerization reactor is contacted with the sorbent in order to remove any chloride components, as described in US patent No. 5705730.
Дистилляционное и мембранное разделениеDistillation and membrane separation
Продукт процесса изомеризации один или несколько раз подвергают процедуре разделения для того, чтобы получить фракцию продукта с повышенным октановым числом и, необязательно, чтобы удалить другие компоненты, такие как водород, низшие алканы и, главным образом, галоидные соединения в связи с хлорированными катализаторами.The product of the isomerization process is subjected to a separation procedure one or more times in order to obtain a higher octane product fraction and, optionally, to remove other components, such as hydrogen, lower alkanes and mainly halide compounds in connection with chlorinated catalysts.
В обычной практике процесса изомеризации реакция изомеризации протекает в жидкой фазе, и изомеризационный поток, выходящий из реактора, поступает в сепаратор продуктов, в котором образуется газообразный верхний погон, содержащий водород и низшие алканы. По меньшей мере часть этого водорода можно рециркулировать в реактор изомеризации, чтобы обеспечить, по меньшей мере, часть водорода, желательного для изомеризации. Жидкий кубовый остаток поступает в блок дистилляции (деизогексанайзер), чтобы получить низкокипящую фракцию, диметилбутаны и вышекипящую фракцию, содержащую нормальный гексан. Чаще всего, деизогексанайзер работает в режиме, в котором поток, содержащий нормальный гексан, образуется как боковой погон, и получается кубовый поток, содержащий нормальный гептан. Деизогексанайзер может представлять собой колонну с насадкой или тарелками, причем в обычном режиме работы избыточное давление вверху колонны составляет между 50 и 500 кПа, и температура кубового остатка находится между 75 и 170°С.In the usual practice of the isomerization process, the isomerization reaction proceeds in the liquid phase, and the isomerization stream leaving the reactor enters the product separator, which forms a gaseous overhead containing hydrogen and lower alkanes. At least a portion of this hydrogen can be recycled to the isomerization reactor to provide at least a portion of the hydrogen desired for isomerization. The liquid bottoms are fed to a distillation unit (deisohexanizer) to obtain a low boiling fraction, dimethyl butanes and a higher boiling fraction containing normal hexane. Most often, a deisohexanizer operates in a mode in which a stream containing normal hexane is formed as a side stream and a bottoms stream containing normal heptane is obtained. The deisohexanizer may be a column with a nozzle or plates, and in normal operation, the overpressure at the top of the column is between 50 and 500 kPa, and the temperature of the bottom residue is between 75 and 170 ° C.
Состав низкокипящей фракции, выходящей из деизогексанайзера, будет зависеть от режима работы и конструкции блока дистилляции и от любых процессов разделения, которым подвергается поток из реактора изомеризации. Например, если поток в деизогексанайзер содержит легкие углеводороды, такие как C1-С4, режим работы деизогексанайзера может обеспечивать верхний погон, содержащий эти легкие углеводороды, и боковой погон, содержащий соединения C5 и разветвленные соединения С6, главным образом диметилбутаны. Обычно низкокипящая фракция содержит от 20 до 60% по массе диметилбутанов; от 10 до 40% по массе нормального пентана и от 20 до 60% по массе изопентана и бутана. В зависимости от режима работы деизогексанайзера, низкокипящая фракция также может содержать значительное количество метилпентанов, например, по меньшей мере, приблизительно 10% по массе. Кроме того, деизогексанайзер может работать в режиме получения потока, обогащенного С5, в дополнение к низкокипящей фракции.The composition of the low boiling fraction leaving the deisohexanizer will depend on the operating mode and design of the distillation unit and on any separation processes to which the stream from the isomerization reactor is subjected. For example, if the deisohexanizer stream contains light hydrocarbons, such as C 1 -C 4 , the deisohexanizer operating mode may provide an overhead containing these light hydrocarbons and a side overhead containing C 5 compounds and branched C 6 compounds, mainly dimethyl butanes. Typically, the low boiling fraction contains from 20 to 60% by weight of dimethylbutanes; from 10 to 40% by weight of normal pentane; and from 20 to 60% by weight of isopentane and butane. Depending on the operating mode of the deisohexanizer, the low boiling fraction may also contain a significant amount of methyl pentanes, for example at least about 10% by weight. In addition, the deisohexanizer can operate in a C 5 rich stream mode, in addition to the low boiling fraction.
Вышекипящая фракция, содержащая нормальный гексан, также содержит метилпентаны и метилциклопентан. Как отмечено выше, способы согласно изобретению обеспечивают более экономичный режим работы деизогексанайзера, что приводит к повышенной концентрации диметилбутанов во фракции, содержащей нормальный гексан. Часто фракция, содержащая нормальный гексан, может содержать от 2 до 10 мас.% диметилбутанов; от 5 до 50 мас.% нормального гексана; от 20 до 60 мас.% метилпентанов, и от 5 до 25 мас.% метилциклопентана. Обычно деизогексанайзер будет сконструирован таким образом, чтобы получить боковой погон, который содержит метилпентаны, метилциклопентан, нормальный гексан, диметилбутаны и циклогексан, и кубовый поток, который содержит циклогексан и углеводороды С7+. Если фракция, содержащая нормальный гексан, представляет собой кубовый поток деизогексанайзера, эта фракция также содержит такие высшие углеводороды.The boiling fraction containing normal hexane also contains methyl pentanes and methyl cyclopentane. As noted above, the methods according to the invention provide a more economical mode of operation of the deisohexanizer, which leads to an increased concentration of dimethylbutanes in the fraction containing normal hexane. Often a fraction containing normal hexane may contain from 2 to 10 wt.% Dimethylbutanes; from 5 to 50 wt.% normal hexane; from 20 to 60 wt.% methylpentanes, and from 5 to 25 wt.% methylcyclopentane. Typically, a deisohexanizer will be designed to produce a side stream that contains methyl pentanes, methyl cyclopentane, normal hexane, dimethyl butanes and cyclohexane, and a bottoms stream that contains cyclohexane and C 7+ hydrocarbons. If the fraction containing normal hexane is a bottoms stream of a deisohexanizer, this fraction also contains such higher hydrocarbons.
Как отмечено выше, возможность извлечения диметилбутанов из вышекипящей фракции, содержащей нормальный гексан, позволяет проводить дистилляцию при пониженном флегмовом числе. Используемая величина флегмового числа будет зависеть от природы сырья, поступающего в колонну, а также от конструкции колонны и таким образом может изменяться в широком диапазоне, например от 1,5:1 до 2,5:1 в расчете на отношение массы флегмы к сырью.As noted above, the possibility of extracting dimethylbutanes from the higher boiling fraction containing normal hexane allows distillation at a lower reflux ratio. The used reflux value will depend on the nature of the feed entering the column, as well as on the construction of the column, and thus can vary over a wide range, for example, from 1.5: 1 to 2.5: 1, based on the ratio of the reflux mass to the feed.
По меньшей мере часть, предпочтительно, по меньшей мере 50%, и более предпочтительно, по меньшей мере, от 80% до почти всей массы фракции, содержащей нормальный гексан, из деизогексанайзера контактирует с входной стороной селективной мембраны для того, чтобы получить удерживаемую фракцию продукта изомеризации, которая имеет пониженную суммарную концентрацию линейных парафинов, и получить на другой стороне мембраны продиффундировавшую фракцию, которая имеет повышенную суммарную концентрацию линейных парафинов. Предпочтительно продиффундировавшая фракция содержит, по меньшей мере, 75% мас. нормального гексана, предпочтительно, по меньшей мере, 75% мас. нормального гексана, во фракции, контактировавшей с мембраной. Удерживаемый продукт предпочтительно содержит, по меньшей мере 50%, более предпочтительно, по меньшей мере от 80 до почти 100% метилциклопентана, содержащегося во фракции, контактирующей с мембраной. В предпочтительных аспектах настоящего изобретения мембрана обеспечивает по меньшей мере 25%, например от 30 до 90 мас.% метилпентанов, содержащихся во фракции, содержащей нормальный гексан и контактирующей с проницаемой мембраной.At least a portion, preferably at least 50%, and more preferably at least 80% to almost the entire mass of the fraction containing normal hexane, from the deisohexanizer is contacted with the inlet side of the selective membrane in order to obtain a retained fraction of the product isomerization, which has a reduced total concentration of linear paraffins, and get on the other side of the membrane diffused fraction, which has an increased total concentration of linear paraffins. Preferably, the diffused fraction contains at least 75% by weight. normal hexane, preferably at least 75% wt. normal hexane, in the fraction in contact with the membrane. The retained product preferably contains at least 50%, more preferably at least 80 to almost 100% methylcyclopentane contained in the fraction in contact with the membrane. In preferred aspects of the present invention, the membrane provides at least 25%, for example from 30 to 90% by weight of methyl pentanes contained in the fraction containing normal hexane and in contact with the permeable membrane.
На мембране поддерживается перепад давления для того, чтобы осуществить желательное разделение с приемлемой скоростью проницаемости. Могут быть использованы мембраны любого подходящего типа, в том числе диффузионные и ситовые, и они могут состоять из неорганического, органического или композиционного материалов. Для диффузионных мембран движущая сила представляет собой разность парциальных давлений продукта на входной и выходной сторонах. В ситовых мембранах перепад абсолютного давления составляет значительную часть движущей силы, независимо от парциальных давлений или концентраций. Предпочтительными мембранами являются ситовые мембраны, имеющие индекс потока проницаемости С6, по меньшей мере 0,01, и относительный поток проницаемости С6, по меньшей мере 1,25:1. Более подробно ситовые мембраны рассмотрены ниже.A pressure differential is maintained on the membrane in order to achieve the desired separation with an acceptable permeability rate. Membranes of any suitable type may be used, including diffusion and sieve, and they may be composed of inorganic, organic, or composite materials. For diffusion membranes, the driving force is the difference in partial pressures of the product at the inlet and outlet sides. In sieve membranes, the absolute pressure drop is a significant part of the driving force, regardless of partial pressures or concentrations. Preferred membranes are sieve membranes having a C 6 permeability flux index of at least 0.01, and a C 6 relative permeability flux of at least 1.25: 1. Sieve membranes are described in more detail below.
При мембранном разделении перепад давления часто изменяется от 0,1 до 10, предпочтительно от 0,2 до 2 МПа. На практике верхний погон деизогексанайзера будет контактировать с входной стороной мембраны без дополнительного сжатия, чтобы свести к минимуму капитальные и эксплуатационные расходы. Температура мембранного разделения будет зависеть частично от природы мембраны и от температуры фракции. Так, для мембран, содержащих полимеры, температура должна быть достаточно низкой, чтобы чрезмерно не ухудшилась прочность мембраны. В большинстве случаев, температура разделения совпадает с температурой фракции деизогексанайзера. Часто температура находится в диапазоне от 25 до 150°С. Таким образом, в условиях мембранного разделения можно получать жидкую, или газообразную, или смешанные фазы на входной стороне мембраны. Независимо от фазового состояния флюида на входной стороне продиффундировавшее вещество может быть газообразным. Если флюид на входной стороне мембраны находится в жидкой фазе, продиффундировавшее вещество может находиться в жидкой, газообразной или смешанной фазе.In membrane separation, the pressure drop often varies from 0.1 to 10, preferably from 0.2 to 2 MPa. In practice, the overhead of the deisohexanizer will be in contact with the inlet side of the membrane without additional compression to minimize capital and operating costs. The temperature of the membrane separation will depend in part on the nature of the membrane and the temperature of the fraction. So, for membranes containing polymers, the temperature should be low enough so that the strength of the membrane does not deteriorate excessively. In most cases, the separation temperature coincides with the temperature of the deisohexanizer fraction. Often the temperature is in the range of 25 to 150 ° C. Thus, in the conditions of membrane separation, it is possible to obtain a liquid or gaseous or mixed phase at the inlet side of the membrane. Regardless of the phase state of the fluid at the inlet side, the diffused substance may be gaseous. If the fluid on the inlet side of the membrane is in the liquid phase, the diffused substance may be in the liquid, gaseous, or mixed phase.
В устройстве и способе настоящего изобретения могут быть использованы любые подходящие селективно проницаемые мембраны. Предпочтительными являются ситовые мембраны. Применяемые в способе согласно изобретению мембраны характеризуются тем, что имеют высокую проницаемость, то есть имеют индекс потока проницаемости С6, по меньшей мере 0,01. Эти мембраны могут быть иметь любую подходящую форму, такую как полые волокна, листы и тому подобное, которые могут быть смонтированы в блоке сепаратора в виде пучка полых волокон или плоской пластины или листовых мембран, свитых в спираль. После монтажа в блоке сепаратора физическая конструкция мембран должна обеспечивать достаточный перепад давления через мембрану, чтобы получить желаемую проницаемость. Для мембран из полых волокон обычно область высокого давления (входная сторона) находится снаружи полых волокон. Поток продиффундировавшего вещества может быть направлен параллельно, противотоком или перекрестным потоком относительно потока флюида на входной стороне мембраны.Any suitable selectively permeable membrane may be used in the apparatus and method of the present invention. Sieve membranes are preferred. The membranes used in the method according to the invention are characterized in that they have high permeability, that is, have a C 6 permeability flow index of at least 0.01. These membranes can be of any suitable shape, such as hollow fibers, sheets and the like, which can be mounted in the separator unit in the form of a bundle of hollow fibers or a flat plate or sheet membranes twisted into a spiral. After mounting in the separator unit, the physical design of the membranes must provide a sufficient pressure drop across the membrane to obtain the desired permeability. For hollow fiber membranes, typically the high pressure region (inlet side) is outside the hollow fibers. The flow of diffused substance can be directed in parallel, countercurrent or cross-flow relative to the fluid flow on the inlet side of the membrane.
Предоставляется достаточная площадь поверхности мембраны и перепад давления на мембране для того, чтобы получить в стационарных условиях продиффундировавшую фракцию, имеющую по меньшей мере 75%, предпочтительно, по меньшей мере 80% и более предпочтительно, по меньшей мере 90 мас.% нормального гексана, содержащегося во фракции из деизогексанайзера. Концентрация нормального гексана будет зависеть от селективности мембраны. Хотя мембрана может быть весьма селективной и может обеспечивать продиффундировавшее вещество, содержащее 99 мас.% или больше нормального гексана, выгодные варианты этого изобретения могут быть осуществлены с меньшей чистотой продиффундировавшего вещества. В этих вариантах осуществления концентрация нормального гексана во всем продиффундировавшем веществе будет меньше, чем 90 мас.%, например от 25 до 90, например от 40 до 80 мас.%. Оставшаяся часть потока обычно представляет собой метилпентаны и немного метилциклопентана и диметилбутанов, которые проходят через мембрану.Sufficient membrane surface area and pressure drop across the membrane are provided in order to obtain, under stationary conditions, a diffusible fraction having at least 75%, preferably at least 80% and more preferably at least 90% by weight of normal hexane contained in a fraction from a deisohexanizer. The concentration of normal hexane will depend on the selectivity of the membrane. Although the membrane can be highly selective and can provide a diffused substance containing 99 wt.% Or more of normal hexane, advantageous embodiments of this invention can be carried out with lower purity of the diffused substance. In these embodiments, the concentration of normal hexane in the whole diffused substance will be less than 90 wt.%, For example from 25 to 90, for example from 40 to 80 wt.%. The remainder of the stream is usually methylpentanes and some methylcyclopentane and dimethylbutanes that pass through the membrane.
В предпочтительных ситовых мембранах с высокой проницаемостью допускается проникновение части разветвленных парафинов. Относительная скорость проницаемости будет зависеть от конфигурации молекул парафинов. Метилпентаны более легко будут проходить через мембрану, чем диметилбутаны и циклопентан.In preferred high permeability sieve membranes, part of branched paraffins is allowed to penetrate. The relative permeability rate will depend on the configuration of the paraffin molecules. Methylpentanes will more easily pass through the membrane than dimethylbutanes and cyclopentane.
Предпочтительно, по меньшей мере, часть продиффундировавшего вещества рециркулируется на стадию изомеризации. Это продиффундировавшее вещество будет содержать линейные парафины, которые могут подвергаться изомеризации в условиях, имеющихся на стадии изомеризации.Preferably, at least a portion of the diffused substance is recycled to the isomerization step. This diffused substance will contain linear paraffins that can undergo isomerization under the conditions of the isomerization step.
Ситовые мембраныScreen membranes
Предпочтительные ситовые мембраны могут быть различного типа, например молекулярные сита, керамика, содержащая поры, металлические, полимерные или углеродные мембраны, или композиционные мембраны, имеющие высокопористый полимерный, металлический, молекулярно ситовой, керамический или углеродный носитель с тонким ситовым слоем или барьером (молекулярное сито), например цеолитным, полимерным, металлическим, керамическим или углеродным, имеющим микропористость.Preferred sieve membranes can be of various types, for example molecular sieves, ceramics containing pores, metal, polymer or carbon membranes, or composite membranes having a highly porous polymer, metal, molecular sieve, ceramic or carbon carrier with a thin sieve layer or barrier (molecular sieve ), for example zeolite, polymer, metal, ceramic or carbon, having microporosity.
Мембраны могут быть непрерывными или прерывающимися. Прерывающаяся мембрана включает в себя совокупность микропористых барьеров с частицами малых размеров, тогда как непрерывная мембрана содержит непрерывный слой микропористых барьеров. Мембраны могут быть сформованы из одного материала или они могут быть композиционными, содержащими микропористый барьер и носитель и, необязательно, другие структуры. При получении тонкого непрерывного барьерного слоя при уменьшении толщины ситового слоя возрастают трудности получения бездефектного слоя. Поскольку в способах настоящего изобретения не требуется высокая селективность, мембраны могут содержать немного дефектов. Обычно непрерывные мембраны получают путем осаждения или роста на мезо/макропористой структуре непрерывного тонкого слоя микропористого барьера. Прерывающиеся совокупности микропористых барьеров нмого размера позволяют добиться очень малой толщины проницаемости, но с возможным обходным путем. В прерывающихся мембранах используется мезо/макропористая структура, с которой связан микропористый барьер.Membranes can be continuous or intermittent. The discontinuous membrane includes a combination of microporous barriers with small particles, while the continuous membrane contains a continuous layer of microporous barriers. Membranes can be formed from one material or they can be composite containing a microporous barrier and a carrier and, optionally, other structures. Upon receipt of a thin continuous barrier layer with a decrease in the thickness of the sieve layer, the difficulties of obtaining a defect-free layer increase. Since high selectivity is not required in the methods of the present invention, membranes may contain few defects. Typically, continuous membranes are obtained by precipitation or growth on the meso / macroporous structure of a continuous thin layer of microporous barrier. Discontinuous aggregates of microporous nanometer-sized barriers allow for a very small permeability thickness, but with a possible workaround. Discontinuous membranes use a meso / macroporous structure to which a microporous barrier is bound.
Примеры цеолитных барьеров включают молекулярные сита с небольшими порами, такие как SAPO-34, DDR, АlРО-14, АlРО-17, АlРО-18, АlРО-34, SSZ-62, SSZ-13, цеолит 3А, цеолит 4А, цеолит 5А, цеолит KFI, H-ZK-5, LTA, UZM-9, UZM-13, ERS-12, CDS-1, филипсит, МСМ-65 и МСМ-47; среднепористые молекулярные сита, такие как силикалиты, SAPO-31, MFI, ВЕА и MEL; крупнопористые молекулярные сита, такие как FAU, OFF, NaX, NaY, CaY, 13Х и цеолит L; и мезопористые молекулярные сита, такие как МСМ-41 и SBA-15. Ряд типов молекулярных сит доступны в коллоидной форме (частицы нмого размера), такие как А, X, L, OFF, MFI и SAPO-34. Эти цеолиты могут иметь обменные металлы или они отсутствуют.Examples of zeolite barriers include small pore molecular sieves such as SAPO-34, DDR, AlRO-14, AlRO-17, AlRO-18, AlRO-34, SSZ-62, SSZ-13, zeolite 3A, zeolite 4A, zeolite 5A zeolite KFI, H-ZK-5, LTA, UZM-9, UZM-13, ERS-12, CDS-1, Philipsite, MSM-65 and MSM-47; medium pore molecular sieves such as silicalites, SAPO-31, MFI, BEA and MEL; large-pore molecular sieves such as FAU, OFF, NaX, NaY, CaY, 13X and zeolite L; and mesoporous molecular sieves such as MCM-41 and SBA-15. A number of types of molecular sieves are available in colloidal form (nanoscale particles) such as A, X, L, OFF, MFI, and SAPO-34. These zeolites may have exchange metals or they are absent.
Другие типы ситовых материалов включают в себя углеродные сита; полимеры, такие как ПСМ (полимеры с собственной микропористостью), как например, описанные McKeown, и др., Chem. Commun., 2780 (2002); McKeown, и др, Chem. Eur. J., 11: 2610 (2005); Budd, и др, J. Mater, Chem., 13: 2721 (2003); Budd, и др., Adv. Mater., 16: 456 (2004) и Budd, и др., Chem Commun., 230 (2004); полимеры, в которых пористость вызвана порообразующими агентами, такими как поли(алкиленоксид), поливинилпирролидон; циклические органические кристаллы-хозяева, такие как циклодекетрины, каликсарены, краун-эфиры, и сферанды; микропористые металлоорганические каркасы, такие как MOF-5 (или IRMOF-1); стеклянные, керамические и металлические формы, в которые введена i микропористость.Other types of sieve materials include carbon sieves; polymers such as PSM (self-microporous polymers), such as those described by McKeown, et al., Chem. Commun., 2780 (2002); McKeown, et al. Chem. Eur. J., 11: 2610 (2005); Budd, et al., J. Mater, Chem., 13: 2721 (2003); Budd, et al., Adv. Mater., 16: 456 (2004) and Budd, et al., Chem Commun., 230 (2004); polymers in which porosity is caused by pore-forming agents such as poly (alkylene oxide), polyvinylpyrrolidone; cyclic organic host crystals such as cyclodeketrins, calixarenes, crown ethers, and spherands; microporous organometallic scaffolds such as MOF-5 (or IRMOF-1); glass, ceramic and metal forms into which i microporosity is introduced.
В композиционных мембранах используется мезо/макропористая структура. Эта мезо/макропористая структура выполняет одну или несколько функций, в зависимости от типа мембраны. Она может быть носителем для мембранного композиционного материала, может быть составной частью формирующегося микропористого барьера м может быть структурой, на которой или в которой располагается микропористый барьер. Мезо/макропористая структура может быть непрерывной или прерывающейся и таким образом мезо/макропористость может представлять собой каналы внутри материала мезо/макропористой структуры или может образоваться между частицами, которые формируют мезо/макропористую структуру. Примерами последнего типа являются неорганические фильтрационные мембраны AccuSep™, поставляемые фирмой Pall Corp.и имеющие слой диоксид циркония на пористом металлическом носителе, причем диоксид циркония находится в форме сферических кристаллов.Composite membranes use a meso / macroporous structure. This meso / macroporous structure performs one or more functions, depending on the type of membrane. It can be a carrier for the membrane composite material, it can be an integral part of the forming microporous barrier, m can be a structure on which or in which the microporous barrier is located. The meso / macroporous structure may be continuous or discontinuous and thus the meso / macroporosity may be channels within the material of the meso / macroporous structure or may be formed between particles that form the meso / macroporous structure. Examples of the latter type are AccuSep ™ inorganic filtration membranes supplied by Pall Corp. and having a zirconia layer on a porous metal support, the zirconia being in the form of spherical crystals.
Предпочтительно, мезо/макропористая структура определяет каналы или поры, имеющие диаметр в диапазоне от 2 до 500, предпочтительно от 10 до 250, более предпочтительно, между 20 и 200 нм, и обладающие высокой проницаемостью. В более предпочтительных вариантах осуществления индекс потока проницаемости С6 для мезо/макропористой структуры составляет, по меньшей мере 1, и наиболее предпочтительно, по меньшей мере 10, и иногда, по меньшей мере 1000. Мезо/макропористая структура может быть изотропной или анизотропной. Мезо/макропоры могут быть относительно прямыми или извилистыми.Preferably, the meso / macroporous structure defines channels or pores having a diameter in the range from 2 to 500, preferably from 10 to 250, more preferably between 20 and 200 nm, and having high permeability. In more preferred embodiments, the C 6 permeability flow index for the meso / macroporous structure is at least 1, and most preferably at least 10, and sometimes at least 1000. The meso / macroporous structure can be isotropic or anisotropic. Meso / macropores can be relatively straight or winding.
Мезо/макропористая структура может быть составлена из неорганического, органического или смешанного неорганического и органического материалов. Выбор материала будет зависеть от условий разделения, а также от типа образовавшейся мезо/макропористой структуры. Материал мезо/макропористой структуры может быть таким же, что и материал молекулярного сита или может отличаться от него. Примеры композиций пористой структуры включают в себя металлы, оксиды алюминия, такие как альфа-оксид алюминия, гамма-оксид алюминия и переходные формы оксида алюминия, молекулярные сита, керамику, стекло, полимеры и углерод. В предпочтительных вариантах осуществления дефекты в подложке «залечиваются» до получения барьера или предшественника барьера. В другом варианте осуществления подложка может быть обработана золем диоксид кремния, чтобы частично закупоривать поры и способствовать отложению барьера или предшественника барьера. Между частицами диоксида кремния еще остается достаточное пространство для того, чтобы обеспечить высокую скорость проницаемости. Другим техническим приемом является покрытие носителя силиконовым каучуком или другим полимером, который обеспечивает высокую проницаемость, но закупоривает дефекты в носителе или в барьере.The meso / macroporous structure may be composed of inorganic, organic or mixed inorganic and organic materials. The choice of material will depend on the separation conditions, as well as on the type of meso / macroporous structure formed. The material of the meso / macroporous structure may be the same as or different from the molecular sieve material. Examples of porous structure compositions include metals, aluminas such as alpha alumina, gamma alumina and transition alumina, molecular sieves, ceramics, glass, polymers and carbon. In preferred embodiments, the defects in the substrate “heal” to form a barrier or barrier precursor. In another embodiment, the substrate may be treated with a silica sol to partially clog pores and facilitate deposition of the barrier or barrier precursor. Between the particles of silicon dioxide there is still enough space in order to provide a high permeability rate. Another technique is coating the carrier with silicone rubber or another polymer that provides high permeability, but clogs defects in the carrier or in the barrier.
Если мезо/макропористая структура не выполняет такую функцию, то мембрана может содержать пористый носитель для мезо/макропористой структуры. Обычно пористый носитель выбирают с учетом прочности, выносливости в условиях предполагаемого разделения и пористости.If the meso / macroporous structure does not perform this function, the membrane may contain a porous carrier for the meso / macroporous structure. Typically, a porous carrier is selected taking into account strength, endurance under the conditions of intended separation and porosity.
Неорганические фильтрационные мембраны AccuSep™, поставляемые фирмой Pall Corp., и аналогичные типы мезо/макропористых структур являются особенно привлекательными, поскольку мезо/макропористая структура может быть тонкой и таким образом устраняется чрезмерная толщина выращенного молекулярного сита. Кроме того, диоксид циркония является относительно инертным в растворах предшественников, формирующих цеолит, причем условия синтеза и прокаливания делают диоксид циркония предпочтительной мезо/макропористой структурой для ситовых мембран этого типа.AccuSep ™ inorganic filtration membranes supplied by Pall Corp. and similar types of meso / macroporous structures are particularly attractive since the meso / macroporous structure can be thin and thereby eliminate the excessive thickness of the grown molecular sieve. In addition, zirconia is relatively inert in solutions of zeolite-forming precursors, and the synthesis and calcination conditions make zirconia a preferred meso / macroporous structure for this type of sieve membranes.
Высокая проницаемость достигается, по меньшей мере, за счет одного из следующих приемов: в первом используются более крупные поры, чем требуется для прохождения нормальных алканов; и во втором используется очень тонкий слой, содержащий поры. Когда высокая проницаемость достигается за счет использования более крупных менее селективных микропор в микропористом барьере, может быть реализовано соответствующее разделение. Часто поры в мембранах этого типа имеют средний диаметр больше чем 5,0 Å (средняя длина и ширина), например от 5,0 до 7,0 или 8 Å. Предпочтительно, эти структуры имеют отношение длины к ширине меньше, чем 1,25:1, например от 1,2:1 до 1:1. Для мембран, содержащих молекулярное сито, примерами структур являются USY, ZSM-12, SSZ-35, SSZ-44, VPI-8 и канкринит. В некоторых случаях молекулы, проникающие в микропоры, могут способствовать усилению селективности. Например, нормальные углеводороды в порах могут снижать скорость, с которой молекулы разветвленных углеводородов могут входить в пору по сравнению с другими молекулами нормального углеводорода.High permeability is achieved, at least due to one of the following methods: in the first, larger pores are used than are required for the passage of normal alkanes; and the second uses a very thin layer containing pores. When high permeability is achieved by using larger, less selective micropores in the microporous barrier, appropriate separation can be realized. Often the pores in membranes of this type have an average diameter greater than 5.0 Å (average length and width), for example from 5.0 to 7.0 or 8 Å. Preferably, these structures have a length to width ratio of less than 1.25: 1, for example from 1.2: 1 to 1: 1. For membranes containing a molecular sieve, examples of structures are USY, ZSM-12, SSZ-35, SSZ-44, VPI-8, and cancrinite. In some cases, molecules that penetrate micropores can enhance selectivity. For example, normal hydrocarbons in pores can reduce the rate at which branched hydrocarbon molecules can enter the pore compared to other normal hydrocarbon molecules.
Кроме того, высокая проницаемость может быть достигнута за счет использования очень тонкого микропористого барьера как в непрерывной, так и в прерывающейся мембране. По желанию, микропористый барьер можно выбирать из ситовых структур, имеющих микропоры, которые существенно непроницаемы для молекул с функциональными группами, которые желательно удерживать на входной стороне. В общем, поры в мембранах этого типа имеют средний диаметр приблизительно до 5,5 Å, например от 4,5 до 5,4 Å. Отношение длины к ширине поры в этих мембранах может быть изменяться в широком диапазоне, обычно в диапазоне от 1,5:1 до 1:1. Для мембран, содержащих молекулярное сито, примерами структур являются ZSM-5, силикалит, ALPO-11, ALPO-31, ферриерит, ZSM-11, ZSM-57, ZSM-23, MCM-22, NU-87, UZM-9 и СаА.In addition, high permeability can be achieved through the use of a very thin microporous barrier in both continuous and discontinuous membranes. Optionally, the microporous barrier can be selected from sieve structures having micropores that are substantially impermeable to molecules with functional groups, which it is desirable to keep on the input side. In general, pores in membranes of this type have an average diameter of up to about 5.5 Å, for example from 4.5 to 5.4 Å. The ratio of pore length to width in these membranes can vary over a wide range, usually in the range from 1.5: 1 to 1: 1. For membranes containing a molecular sieve, examples of structures are ZSM-5, silicalite, ALPO-11, ALPO-31, ferrierite, ZSM-11, ZSM-57, ZSM-23, MCM-22, NU-87, UZM-9 and CaA.
Мембраны, содержащие прерывающуюся совокупность микропористых барьеров, характеризуются тем, что барьер имеет основной размер меньше, чем 100 нм, причем этот микропористый барьер связан с мезо/макропористой структурой, определяющей поток флюида в порах, в которых барьер расположен таким образом, чтобы препятствовать потоку флюида через поры мезо/макропористой структуры. Молекулярно ситовой барьер "связан" с мезо/макропористой структурой, когда он расположен на структуре (или внутри), независимо от связи со структурой. Поэтому частицы нмого размера или островки молекулярного сита используются в качестве барьеров для мембран. Прерывающиеся микропористые барьеры расположены таким образом, чтобы препятствовать потоку флюида через каналы для течения флюида, заданные мезо/макропористой структурой. Этот барьер может, по меньшей мере, частично закупоривать отверстие канала для течения флюида в мезо/макропористой структуре и/или внутри канала для течения флюида. Благодаря малому размеру частиц или островков, формирующих прерывающуюся совокупность микропористых барьеров, может быть достигнута определенная селективность разделения, несмотря на прерывистость мембраны.Membranes containing an intermittent collection of microporous barriers are characterized in that the barrier has a main size of less than 100 nm, and this microporous barrier is associated with a meso / macroporous structure that defines the fluid flow in pores in which the barrier is positioned so as to impede fluid flow through the pores of the meso / macroporous structure. The molecular sieve barrier is “bound” to the meso / macroporous structure when it is located on the structure (or inside), regardless of the connection with the structure. Therefore, nm-sized particles or molecular sieve islands are used as barriers to membranes. Intermittent microporous barriers are positioned so as to impede fluid flow through fluid flow channels defined by the meso / macroporous structure. This barrier may at least partially plug the opening of the fluid flow passage in the meso / macroporous structure and / or within the fluid flow passage. Due to the small size of the particles or islands forming an intermittent collection of microporous barriers, a certain separation selectivity can be achieved despite the discontinuity of the membrane.
Обычно размер и конфигурация частиц молекулярного сита и размер и конфигурация мезо/макропор в мезо/макропористой структуре будут учитываться при подборе компонентов для ситовых мембран. Когда частицы молекулярного сита, такие как силикалиты, имеют более сферическую форму, предпочтительно выбирают мезо/макропористую структуру, в которой имеются поры, близкие к такому же эффективному диаметру. Таким образом, в частицах молекулярного сита, если они, по меньшей мере, частично расположены в порах мезо/макропористой структуры, будет оставаться минимальный объем пустот для обходного потока. Частицы молекулярного сита с пластинчатой и неправильной формой имеют больше эластичности, так как они могут перекрываться, оставляя мало пустого пространства (или оно отсутствует). В некоторых случаях может быть желательным сочетание конфигураций молекулярного сита. Например, сферические частицы молекулярного сита могут быть вовлечены внутрь пор мезо/макропористой структуры, с последующим введением более мелких пластинчатых частиц молекулярного сита. Дополнительные функции заключаются в том, что сфера служит в качестве носителя для пластинчатых частиц, причем пластинчатые частицы перекрываются с целью уменьшения обходного потока. Хотя молекулярные сита, вероятно, будут иметь различный состав и таким образом будут иметь различный размер и конфигурацию микропор, преимущество заключается в повышенном разделении, без чрезмерной потери проницаемости.Typically, the size and configuration of the molecular sieve particles and the size and configuration of the meso / macropores in the meso / macroporous structure will be taken into account when selecting components for sieve membranes. When the particles of the molecular sieve, such as silicalites, are more spherical in shape, a meso / macroporous structure is preferably chosen in which there are pores close to the same effective diameter. Thus, in the particles of the molecular sieve, if they are at least partially located in the pores of the meso / macroporous structure, there will remain a minimum volume of voids for the bypass flow. Particles of a molecular sieve with a plate and irregular shape have more elasticity, since they can overlap, leaving little empty space (or it is absent). In some cases, a combination of molecular sieve configurations may be desirable. For example, spherical particles of a molecular sieve can be involved inside the pores of the meso / macroporous structure, followed by the introduction of smaller lamellar particles of the molecular sieve. Additional functions are that the sphere serves as a carrier for lamellar particles, and the lamellar particles overlap in order to reduce bypass flow. Although molecular sieves are likely to have a different composition and thus have a different size and configuration of micropores, the advantage is increased separation, without excessive loss of permeability.
Когда используются цеолитные молекулярные сита, важно получать мелкие частицы для того, чтобы добиться высокой проницаемости в прерывающемся микропористом барьере. Для многих цеолитов доступны затравочные кристаллы, главный размер которых меньше, чем 100 нм. Большинство молекулярных сит получают с использованием органических шаблонов, которые должны быть удалены, чтобы обеспечить доступ к каркасу. Обычно это удаление осуществляют с помощью прокалки. Как рассмотрено ниже, прокалка может быть выполнена, когда молекулярное сито, содержащее шаблон, расположено в макропоре таким образом, чтобы предотвратить чрезмерную агломерацию, просто за счет ограничения числа соседних частиц. Другой прием, позволяющий предотвратить агломерацию цеолитных частиц в ходе прокалки, заключается в силилировании поверхности цеолита, например аминоалкилтриалкоксисилан, аминоалкилалкилдиалкоксисилан или аминоалкилдиалкил-алкоксисилан. Необходимая степень силилирования будет зависеть от размера и состава частиц цеолита, а также от условий, которые будут использованы при прокаливании. Обычно используют от 0,1 до 10 миллимоль силана на грамм цеолита.When using zeolite molecular sieves, it is important to obtain fine particles in order to achieve high permeability in the intermittent microporous barrier. For many zeolites, seed crystals are available whose main size is less than 100 nm. Most molecular sieves are obtained using organic templates that must be removed to allow access to the framework. Typically, this removal is carried out by calcination. As discussed below, calcination can be performed when the molecular sieve containing the template is located in the macropore so as to prevent excessive agglomeration, simply by limiting the number of neighboring particles. Another technique to prevent agglomeration of zeolite particles during calcination is to silylate the surface of the zeolite, for example aminoalkyltrialkoxysilane, aminoalkylalkyl dialkoxysilane or aminoalkyl dialkyl alkoxysilane. The degree of silylation required will depend on the size and composition of the zeolite particles, as well as on the conditions that will be used in the calcination. Typically, 0.1 to 10 millimoles of silane per gram of zeolite are used.
Существуют различные методики для введения частиц молекулярного сита на (или внутрь) мезо/макропористый носитель таким образом, чтобы, по меньшей мере, частично закупоривать мезо- или макропоры в носителе. Выбор конкретной методики для применения будет зависеть от размера и конфигурации частиц молекулярного сита, размера и конфигурации мезо/макропор в мезо/макропористой структуре и желательного размещения молекулярного сита внутри (или на) мезо/микропористой структуры.There are various techniques for introducing molecular sieve particles onto (or into) a meso / macroporous carrier such that at least partially clog the meso or macropores in the carrier. The choice of a specific technique for use will depend on the size and configuration of the molecular sieve particles, the size and configuration of the meso / macropores in the meso / macroporous structure, and the desired placement of the molecular sieve inside (or on) the meso / microporous structure.
Главным образом, когда молекулярное сито расположено на поверхности мезо/макропористой структуры с целью закупоривания, по меньшей мере, части устьев пор, мезо/макропористая структура может быть смочена раствором или суспензией молекулярного сита нмого размера. Концентрация молекулярного сита в суспензии должен быть достаточно низкой, чтобы слой молекулярного сита, образовавшийся после сушки, не был чрезмерно толстым. Преимущественно поддерживается по меньшей мере, небольшой перепад давления по мезо/макропористой структуре в ходе покрытия для того, чтобы обеспечить движущую силу, вовлекающую частицы молекулярного сита в любые поры в мезо/макропористой структуре, которые не закупорены. Обычно суспензия будет представлять собой водную суспензию, хотя преимущественно могут быть использованы суспензии в спиртах и других относительно инертных жидкостях при концентрации между 2 и 30%, например от 5 до 20% по массе. При использовании перепада давления обычно перепад давления находится в диапазоне от 10 до 200 кПа. Могут быть использованы одно или несколько покрытий молекулярного сита, с предпочтительной сушкой между покрытиями. Сушку обычно проводят при повышенной температуре, например между 30 и 150°С, в течение от 1 до 50 часов. Для облегчения сушки может быть использован вакуум. Когда цеолиты использованы в качестве молекулярного сита, прокаливание, например, при температуре между 450 и 600°С в некоторых случаях может способствовать закреплению молекулярного сита на мезо/макропористой структуре. Прокаливание также может способствовать агломерированию частиц молекулярного сита и таким образом уменьшению числа и размера пустот. Разумеется, прокаливание не является существенной операцией для широкого замысла настоящего изобретения и требуется, например, только когда шаблон остается в микропорах.Mainly, when the molecular sieve is located on the surface of the meso / macroporous structure in order to clog at least part of the pore mouths, the meso / macroporous structure can be wetted with a solution or suspension of a molecular size nanometer. The concentration of the molecular sieve in the suspension must be sufficiently low so that the layer of molecular sieve formed after drying is not excessively thick. Advantageously, at least a small pressure drop over the meso / macroporous structure is maintained during the coating in order to provide a driving force involving molecular sieve particles in any pores in the meso / macroporous structure that are not clogged. Typically, the suspension will be an aqueous suspension, although mainly suspensions in alcohols and other relatively inert liquids can be used at a concentration between 2 and 30%, for example from 5 to 20% by weight. When using a differential pressure, the differential pressure is usually in the range of 10 to 200 kPa. One or more molecular sieve coatings may be used, with preferred drying between coatings. Drying is usually carried out at elevated temperatures, for example between 30 and 150 ° C, for 1 to 50 hours. A vacuum may be used to facilitate drying. When zeolites are used as a molecular sieve, calcination, for example, at temperatures between 450 and 600 ° C, in some cases, may contribute to the attachment of the molecular sieve to the meso / macroporous structure. Calcination can also contribute to the agglomeration of molecular sieve particles and thus reduce the number and size of voids. Of course, calcination is not an essential operation for the broad concept of the present invention and is required, for example, only when the template remains in micropores.
Когда прерывающаяся совокупность частиц молекулярного сита нмого размера расположена вне пор мезо/макропористой структуры, может быть желательно связать, по меньшей мере, часть частиц с поверхностью структуры. Это можно осуществить различными способами. Например, поверхность структур может быть функционализирована гидроксильными группами или другими функциональными группами, которые могут реагировать с цеолитным молекулярным ситом. Поверхность полимерных молекулярных сит может быть функционализирована функциональными группами, которые взаимодействуют, например, по реакциям присоединения или конденсации с функциональными группами в полимере. Эти приемы хорошо известны из уровня техники для других областей применения.When a discontinuous collection of nanometer-sized molecular sieve particles is located outside the pores of the meso / macroporous structure, it may be desirable to link at least a portion of the particles to the surface of the structure. This can be done in various ways. For example, the surface of structures can be functionalized with hydroxyl groups or other functional groups that can react with a zeolite molecular sieve. The surface of the polymer molecular sieves can be functionalized with functional groups that interact, for example, by addition or condensation reactions with functional groups in the polymer. These techniques are well known in the art for other applications.
Аналогичные методики получения могут быть использованы, когда желательно ввести, по меньшей мере, часть частиц молекулярного сита в поры мезо/макропористой структуры. Эти частицы молекулярного сита должны иметь соответствующий размер для того, чтобы войти в мезо/макропоры. С целью вовлечения барьерных частиц в поры может быть использован перепад давления или воздействие ультразвуком, что способствует попаданию барьерных частиц в поры мезо/макропористого носителя. Глубина проникновения частиц молекулярного сита в поры мезо/макропористой структуры не должна быть слишком большой, чтобы чрезмерно снизить проницаемость. Часто любое отложение на поверхности молекулярного сита удаляется, например, при промывке.Similar production techniques can be used when it is desirable to introduce at least a portion of the molecular sieve particles into the pores of the meso / macroporous structure. These molecular sieve particles must be of appropriate size in order to enter the meso / macropores. In order to engage the barrier particles in the pores, a pressure drop or ultrasound can be used, which facilitates the entry of the barrier particles into the pores of the meso / macroporous carrier. The penetration depth of the molecular sieve particles into the pores of the meso / macroporous structure should not be too large to excessively reduce the permeability. Often any deposition on the surface of the molecular sieve is removed, for example, by washing.
По желанию, цеолитные молекулярные сита можно выращивать in situ (на месте) в порах мезо/макропористой структуры, чтобы получить прерывающиеся мембраны. В синтезе могут быть получены изолированные частицы или островки между другими структурами, такими как мезо/макропористая структура или другие частицы.Optionally, zeolite molecular sieves can be grown in situ (in situ) in the pores of the meso / macroporous structure to produce discontinuous membranes. In the synthesis, isolated particles or islands between other structures, such as a meso / macroporous structure or other particles, can be obtained.
Пример других частиц для получения прерывающихся мембран цеолитных молекулярных сит включает использование диоксида кремния, частицы которого могут иметь размер между 5 и 20 нм, внутри мезо/макропористой структуры (или на структуре). Благодаря наличию активных гидроксильных групп на поверхности, диоксид кремния играет роль места образования зародышей цеолита из раствора предшественника, причем слои цеолита могут быть выращены на частицах диоксида кремния (и между ними).An example of other particles for producing discontinuous membranes of zeolite molecular sieves includes the use of silicon dioxide, particles of which may have a size between 5 and 20 nm, inside the meso / macroporous structure (or on the structure). Due to the presence of active hydroxyl groups on the surface, silicon dioxide plays the role of the formation site of zeolite nuclei from the precursor solution, and zeolite layers can be grown on and between silica particles.
В качестве места образования зародышей могут быть использованы материалы, отличающиеся от частиц диоксида кремния, в том числе другие молекулярные сита или затравочные кристаллы того же самого цеолита. Поверхность мезо/макропористой структуры может быть функционализирована, что обеспечивает селективные центры роста цеолита. Некоторые цеолиты обладают свойством инициирования образования зародышей, и таким образом они могут быть использованы в отсутствие место образования зародышей. Примерами таких цеолитов являются FAU и MFI. В таких случаях может быть желательным выдерживать раствор предшественника в условиях формирования цеолита в течение времени, которое достаточно, чтобы рост цеолита начинался до контактирования раствора предшественника с мезо/макропористой структурой.As the nucleation site, materials other than silica particles can be used, including other molecular sieves or seed crystals of the same zeolite. The surface of the meso / macroporous structure can be functionalized, which provides selective growth centers of the zeolite. Some zeolites have the property of initiating nucleation, and thus they can be used in the absence of a nucleation site. Examples of such zeolites are FAU and MFI. In such cases, it may be desirable to withstand the precursor solution under conditions of zeolite formation for a time that is sufficient for the zeolite to begin to grow before the precursor solution contacts the meso / macroporous structure.
Например, один способ формирования барьерного слоя заключается в том, что жидкий предшественник цеолитного молекулярного сита размещают на мезо/микропористой структуре. Этот предшественник имеет возможность кристаллизоваться в гидротермальных условиях кристаллизации; после этого мембрану промывают и нагревают, чтобы удалить остаточный органический материал. Материал молекулярного сита остается главным образом внутри и закупоривает поры пористой подложки.For example, one way to form a barrier layer is to place a liquid zeolite molecular sieve precursor on a meso / microporous structure. This precursor has the ability to crystallize under hydrothermal crystallization conditions; after that, the membrane is washed and heated to remove residual organic material. The molecular sieve material remains mainly inside and clogs the pores of the porous substrate.
Молекулярное сито может представлять собой любую подходящую комбинацию элементов, которая обеспечивает желательную пористую структуру. Алюминий, кремний, бор, галлий, олово, титан, германий, фосфор и кислород могут быть использованы в качестве компоновочных блоков молекулярных сит, таких как алюмосиликатные молекулярные сита, в том числе цеолиты; силикалиты; АlРО; SAPO; и боро-силикаты. Соединение предшественника включает в себя упомянутые выше элементы, обычно в виде оксидов или фосфатов, вместе с водой и органическим структурирующим агентом, который обычно представляет собой полярное органическое соединение, такое как гидроксид тетрапропиламмония. Кроме того, могут быть использованы другие вспомогательные агенты, такие как амины, простые эфиры и спирты. Массовое соотношение полярного органического соединения к материалам компоновочного блока обычно находится в диапазоне от 0,1 до 0,5 и будет зависеть от используемого конкретно компоновочного блока. Для того чтобы получить тонкие слои молекулярного сита в мембранах, обычно является предпочтительным, чтобы раствор предшественника содержал много воды. Например, алюмосиликатных молекулярных сит молярное соотношение воды к диоксиду кремния должно составлять, по меньшей мере 20:1, а для алюмофосфатных молекулярных сит молярное соотношение воды к алюминию должно составлять, по меньшей мере 20:1.The molecular sieve may be any suitable combination of elements that provides the desired porous structure. Aluminum, silicon, boron, gallium, tin, titanium, germanium, phosphorus and oxygen can be used as building blocks of molecular sieves, such as aluminosilicate molecular sieves, including zeolites; silicalites; AlRO; SAPO and boron silicates. The precursor compound includes the above elements, usually in the form of oxides or phosphates, together with water and an organic structuring agent, which is usually a polar organic compound, such as tetrapropylammonium hydroxide. In addition, other auxiliary agents, such as amines, ethers and alcohols, may be used. The mass ratio of the polar organic compound to the materials of the building block is usually in the range from 0.1 to 0.5 and will depend on the particular building block used. In order to obtain thin layers of a molecular sieve in the membranes, it is usually preferred that the precursor solution contains a lot of water. For example, aluminosilicate molecular sieves, the molar ratio of water to silicon dioxide should be at least 20: 1, and for aluminophosphate molecular sieves, the molar ratio of water to aluminum should be at least 20: 1.
Условия кристаллизации часто находятся в диапазоне от 80 до 250°С при абсолютном давлении в диапазоне от 100 до 1000, часто от 200 до 500 кПа. Время кристаллизации ограничивается таким образом, чтобы не образовался чрезмерно толстый слой молекулярного сита. Обычно время кристаллизации составляет меньше, чем 50 ч, например от 10 до 40 часов. Предпочтительно, время кристаллизации является достаточным для формирования кристаллов, но меньше времени, которое требуется для образования слоя молекулярного сита толщиной около200 нм, например от 5 до 50 нм. Кристаллизация может быть осуществлена в автоклаве. В некоторых случаях при нагревании микроволновым излучением кристаллизация будет проходить за более короткое время. После этого мембрану промывают водой и затем прокаливают при температуре от 350 до 550°С, чтобы удалить любые органические вещества.Crystallization conditions are often in the range of 80 to 250 ° C. with an absolute pressure in the range of 100 to 1000, often 200 to 500 kPa. The crystallization time is limited so that an excessively thick molecular sieve layer does not form. Typically, the crystallization time is less than 50 hours, for example from 10 to 40 hours. Preferably, the crystallization time is sufficient for the formation of crystals, but less than the time required for the formation of a molecular sieve layer with a thickness of about 200 nm, for example from 5 to 50 nm. Crystallization can be carried out in an autoclave. In some cases, when heated by microwave radiation, crystallization will take place in a shorter time. After that, the membrane is washed with water and then calcined at a temperature of 350 to 550 ° C to remove any organic matter.
Главным образом, для некоторых цеолитных молекулярно ситовых материалов получение частиц размером меньше 100 нм является затруднительным. Более того, даже при использовании затравочных кристаллов, размер частиц может быть более крупным, чем это желательно. Другим вариантом осуществления при получении прерывающейся барьерной мембраны является синтез цеолита в открытом пространстве между частицами (подложки), имеющими главный размер меньше, чем приблизительно 100 нм. Соответственно главный размер микропористого барьера может быть меньше, чем 100 нм. Частицы подложки играют роль места образования зародышей кристаллов цеолита и таким образом их выбирают из материалов, обладающих способностью к образованию зародышей при росте цеолита. Примерами таких материалов являются диоксид кремния, главным образом частицы диоксида кремния, имеющие главный размер между 5 и 50 нм, и другие цеолиты, имеющие главный размер меньше, чем 100 нм. Использование «дымящего» диоксида кремния в качестве частиц подложки является особенно эффективным при получении микропористого барьера АlРО.Mostly, for some zeolite molecular sieve materials, obtaining particles smaller than 100 nm is difficult. Moreover, even when using seed crystals, the particle size may be larger than desired. Another embodiment of the preparation of an intermittent barrier membrane is the synthesis of zeolite in the open space between particles (substrates) having a principal size of less than about 100 nm. Accordingly, the main size of the microporous barrier may be less than 100 nm. The substrate particles play the role of the nucleation site of zeolite crystals and are thus selected from materials with the ability to nucleate during zeolite growth. Examples of such materials are silica, mainly silica particles having a main size between 5 and 50 nm, and other zeolites having a main size less than 100 nm. The use of fuming silica as support particles is particularly effective in the preparation of the microporous AlPO barrier.
Рост цеолита на частице подложки может происходить до или после использования частиц подложки при формировании композиционной мембраны.The growth of zeolite on a substrate particle can occur before or after using the substrate particles in the formation of the composite membrane.
Преимущественно, рост цеолита на частице подложки происходит при вовлечении синтезирующей жидкости через композицию. Такая методика позволяет гарантировать, что рост происходит не в виде слоя сверху частицы, а в промежутках между частицами. По мере роста цеолита возрастает перепад давления, причем этот перепад давления можно использовать в качестве индикатора достижения соответствующей степени формирования цеолита.Advantageously, zeolite growth on a support particle occurs when a synthesis fluid is drawn through the composition. This technique allows us to ensure that growth does not occur in the form of a layer on top of the particle, but in the gaps between the particles. As the zeolite grows, the pressure drop increases, and this pressure drop can be used as an indicator of the achievement of the corresponding degree of zeolite formation.
Полимерные молекулярные сита можно синтезировать в мезо/макропористой структуре. Один способ синтеза небольших полимерных молекулярных сит заключается в функционализации наночастиц и/или мезо/макропористой структуры группами, которые могут взаимодействовать с олигомером, как например, по реакциям конденсации или присоединения. Например, функциональные группы могут содержать гидроксил, амино-, апгидрид, диангидрид, альдегид, аминокислоту, карбоксил, амид, нитрил или олефиновую группу для реакции присоединения или конденсации с реакционноспособной группой олигомера. Подходящие олигомеры могут иметь молекулярную массу от 30000 до 500000 или больше и могут быть реакционноспособными олигомерами полисульфонов; поли(стиролы), в том числе стиролсодержащие сополимеры; полимеры и сополимеры целлюлозы; полиамиды; полиимиды; поли(простые эфиры); полиуретаны; поли(сложные эфиры); акриловые и метакриловые полимеры и сополимеры; полисульфиды, полиолефины, главным образом виниловые полимеры и сополимеры; полиаллилы; поли(бензимидазол); полифосфазины; полигидразиды; поликарбодииды, и тому подобные. Синтез как неорганического, так и органического молекулярного сита in situ может быть осуществлен в подходящих условиях. Предпочтительная методика включает проведение синтеза при пропускании раствора реагента, например раствора предшественника или раствора олигомера через мезо/макропористую структуру. Эта методика обеспечивает преимущество, так как раствор реагента направляется в пустоты, которые не были закупорены, а также ограничивает степень роста молекулярного сита, поскольку свежие порции реагента не смогут поступать в зону реакции, когда молекулярное сито закупоривает мезо- или макропору.Polymer molecular sieves can be synthesized in a meso / macroporous structure. One way to synthesize small polymer molecular sieves is to functionalize the nanoparticles and / or the meso / macroporous structure with groups that can interact with the oligomer, such as through condensation or addition reactions. For example, the functional groups may contain hydroxyl, amino, anhydride, dianhydride, aldehyde, amino acid, carboxyl, amide, nitrile or olefin group for the reaction of addition or condensation with the reactive group of the oligomer. Suitable oligomers can have a molecular weight of from 30,000 to 500,000 or more and can be reactive polysulfone oligomers; poly (styrenes), including styrene-containing copolymers; cellulose polymers and copolymers; polyamides; polyimides; poly (ethers); polyurethanes; poly (esters); acrylic and methacrylic polymers and copolymers; polysulfides, polyolefins, mainly vinyl polymers and copolymers; polyallyls; poly (benzimidazole); polyphosphazines; polyhydrazides; polycarbodiids, and the like. The in situ synthesis of both inorganic and organic molecular sieves can be carried out under suitable conditions. A preferred technique involves performing synthesis by passing a reagent solution, for example a precursor solution or an oligomer solution, through a meso / macroporous structure. This technique provides an advantage, since the reagent solution is sent to voids that have not been clogged, and also limits the growth rate of the molecular sieve, since fresh portions of the reagent will not be able to enter the reaction zone when the molecular sieve clogs the meso- or macropore.
Кроме того, молекулярное сито на мембранах полимерного носителя или сами полимерные носители могут быть подвергнуты пиролизу в вакуумной печи, чтобы получить углеродную мембрану. Для таких мембран, содержащих молекулярные сита, поры в структуре углеродного носителя, предпочтительно имеют достаточный диаметр, чтобы свести к минимуму сопротивление потоку флюидов молекулярно ситовой структуры, обеспечивающей разделение. Температура пиролиза будет зависеть от природы полимерного носителя и будет ниже температуры, при которой пористость чрезмерно снижается. Примеры полимерных носителей включают полиимиды, полиакрилонитрил, поликарбонаты, поли(простые)эфиркетоны, поли(простые)эфирсульфоны и полисульфоны, и до пиролиза носители имеют поры или отверстия с размером в диапазоне от 2 до 100 нм, предпочтительно от 20 до 50 нм.In addition, the molecular sieve on the membranes of the polymer carrier or the polymer carriers themselves can be pyrolyzed in a vacuum oven to obtain a carbon membrane. For such membranes containing molecular sieves, the pores in the carbon support structure preferably have a sufficient diameter to minimize the flow resistance of the molecular sieve separation fluids. The pyrolysis temperature will depend on the nature of the polymer carrier and will be lower than the temperature at which the porosity decreases excessively. Examples of polymeric carriers include polyimides, polyacrylonitrile, polycarbonates, poly (simple) ether ketones, poly (simple) ether sulfones and polysulfones, and prior to pyrolysis, the carriers have pores or openings ranging in size from 2 to 100 nm, preferably from 20 to 50 nm.
Непрерывные мембраны могут быть получены с помощью любой подходящей методики. Обычно толщина микропористого барьера будет связана с продолжительностью осаждения или роста микропористого барьера на мезо/макропористой структуре. Микропористый барьер может быть сформирован путем уменьшения размера поры ультрафильтрационной мембраны (эффективный диаметр пор от 1 до 100 нм) или микрофильтрационной мембраны (эффективный диаметр пор от 100 до 10000 нм), например, с помощью органического или неорганического покрытия канала или на внутренней поверхности, или предпочтительно, по меньшей мере, частично вблизи отверстия канала. Осажденный материал нужен для получения локального уменьшения пор или отверстий во всем носителе до размера, который обеспечивает желательный ситовой эффект, без чрезмерного уменьшения диаметра оставшейся пористой структуры носителя. Примеры материалов, осаждаемых из паровой фазы, включают силаны, пара-ксилол, алкиленимины и алкиленоксиды. Другой прием для уменьшения размера пор заключается в осаждении слоя кокса на мезо/макропористую структуру. Например, карбонизирующийся газ, такой как метан, этан, этилен или ацетилен, может контактировать со структурой при достаточно высокой температуре, чтобы вызвать коксование. Предпочтительные пористые носители представляют собой ультрафильтрационные мембраны, имеющие размер пор между 1 и 80 нм, предпочтительно между 2 и 50 нм.Continuous membranes can be obtained using any suitable technique. Typically, the thickness of the microporous barrier will be related to the duration of deposition or growth of the microporous barrier on the meso / macroporous structure. A microporous barrier can be formed by reducing the pore size of the ultrafiltration membrane (effective pore diameter from 1 to 100 nm) or the microfiltration membrane (effective pore diameter from 100 to 10,000 nm), for example, by using an organic or inorganic coating on the channel or on the inner surface, or preferably at least partially near the channel opening. The deposited material is needed to obtain a local reduction in pores or holes in the entire support to a size that provides the desired sieve effect, without overly reducing the diameter of the remaining porous support structure. Examples of vapor deposited materials include silanes, para-xylene, alkylene imines and alkylene oxides. Another technique for reducing pore size is to deposit a coke layer on a meso / macroporous structure. For example, a carbonizable gas, such as methane, ethane, ethylene or acetylene, can contact the structure at a temperature high enough to cause coking. Preferred porous supports are ultrafiltration membranes having a pore size between 1 and 80 nm, preferably between 2 and 50 nm.
Для получения цеолитных непрерывных мембран одна из методик включает в себя контактирование поверхности мезо/макропористой структуры с предшественником молекулярного сита и выращивание молекулярного сита в течение времени, которое достаточно для достижения заданной толщины пленки. Описанные выше методики могут быть использованы для синтеза молекулярного сита. В некоторых случаях может быть желательно закупоривать мезо/макропоры носителя, например, воском, чтобы предотвратить чрезмерный рост цеолита в этих порах. Затем воск может быть удален.To obtain zeolite continuous membranes, one of the methods involves contacting the surface of the meso / macroporous structure with a molecular sieve precursor and growing the molecular sieve for a time that is sufficient to achieve a given film thickness. The techniques described above can be used to synthesize a molecular sieve. In some cases, it may be desirable to clog the meso / macropores of the support with, for example, wax to prevent excessive zeolite growth in these pores. Then the wax can be removed.
Для повышения селективности мембран с высокой проницаемостью существуют различные технические приемы. Имеются многочисленные технические приемы для залечивания дефектов в непрерывных или прерывающихся мембранах. Когда не требуется, чтобы мембраны обладали высоким отношением потоков проницаемостиTo increase the selectivity of membranes with high permeability, there are various techniques. Numerous techniques are available for healing defects in continuous or discontinuous membranes. When membranes are not required to have a high permeability flow ratio
С6, что желательно во многих областях применения, любые технические приемы, которые повышают сопротивление потоку через дефекты, будут способствовать улучшению характеристик мембраны. Например, нанесение покрытия золя диоксида кремния может быть использовано для закупоривания промежуточных отверстий между кристаллами молекулярного сита или оставшимися большими порами в носителе, независимо от способа получения мембраны.With 6 , which is desirable in many applications, any techniques that increase the resistance to flow through defects will help improve membrane performance. For example, coating a silica sol can be used to plug intermediate holes between molecular sieve crystals or remaining large pores in a carrier, regardless of how the membrane is prepared.
Другой технический прием для закупоривания больших пор заключается в том, что с одной стороны барьерного слоя располагаются большие реакционноспособные молекулы, которые не способны продиффундировать в микропоры барьера, а с другой стороны имеется сшивающий агент. Основные дефекты и в некоторой степени второстепенные дефекты заполняются этими большими реакционноспособными молекулами и закрепляются путем сшивки. Затем непрореагировавшую часть больших молекул можно удалить так же, как и непрореагировавший сшивающий агент. Эти большие молекулы могут быть олигомерными или крупными молекулами.Another technique for clogging large pores is that on the one side of the barrier layer are large reactive molecules that are not able to diffuse into the micropores of the barrier, and on the other hand there is a crosslinking agent. The main defects and to some extent secondary defects are filled with these large reactive molecules and fixed by crosslinking. Then, the unreacted portion of the large molecules can be removed in the same way as the unreacted crosslinking agent. These large molecules can be oligomeric or large molecules.
Для прерывающихся мембран может быть предусмотрено твердое вещество, по меньшей мере, в части пустот между частицами или островками микропористого барьера и между микропористым барьером и мезо/микропористой структурой.For discontinuous membranes, a solid can be provided in at least a portion of the voids between the particles or islands of the microporous barrier and between the microporous barrier and the meso / microporous structure.
Одним общим техническим приемом для усиления селективности ситовых мембран является агломерирование смежных частиц молекулярного сита, чтобы уменьшить или существенно исключить пустоты между частицами и между частицами и стенками пористой структуры в мезо/макропористой структуре. Поскольку частицы имеют нмый размер, и число смежных частиц может быть относительно небольшим, может происходить агломерация, однако при сохранении желательной скорости потока диффундирующего вещества. Для полимерных молекулярных сит, которые являются термопластичными, агломерация может протекать путем нагревания до температуры, при которой происходит агломерация, но не столь высокой, чтобы потерять микропористую структуру сита или его способность обеспечивать желательную окклюзию мезо- или макропор мезо/макропористой структуры. Кроме того, агломерация может быть выполнена путем прокаливания цеолитных молекулярных сит. Прокаливание вызывает агломерирование небольших цеолитных частиц, главным образом частиц, которые не подвергались силилированию или другой обработке, которая снижает тенденцию к агломерированию. Температура и продолжительность прокаливания будет зависеть от природы цеолитного молекулярного сита. Обычно используются температуры между 450 и 650°С в течение периода между 2 и 20 часов.One common technique to enhance the selectivity of sieve membranes is to agglomerate adjacent molecular sieve particles to reduce or substantially eliminate voids between particles and between particles and walls of a porous structure in a meso / macroporous structure. Since the particles have a nanometer size and the number of adjacent particles can be relatively small, agglomeration can occur, however, while maintaining the desired flow rate of the diffusing substance. For polymer molecular sieves that are thermoplastic, agglomeration can occur by heating to a temperature at which agglomeration occurs, but not so high as to lose the microporous structure of the sieve or its ability to provide the desired occlusion of the meso- or macropores of the meso / macroporous structure. In addition, agglomeration can be performed by calcining zeolite molecular sieves. Calcination causes agglomeration of small zeolite particles, mainly particles that have not been silylated or otherwise processed, which reduces the tendency to agglomerate. The temperature and duration of calcination will depend on the nature of the zeolite molecular sieve. Typically temperatures between 450 and 650 ° C are used for a period between 2 and 20 hours.
Технический прием агломерации может быть использован в отношении частиц молекулярного сита, которые находятся на поверхности мезо/макропористой структуры, а также частиц внутри пор структуры. Наиболее предпочтительно, агломерация используется, когда частицы молекулярного сита находятся внутри мезо- или макропор мезо/макропористой структуры так, чтобы главный размер агломерированных частиц был меньше, чем 200 нм, предпочтительно меньше, чем 100 нм. Агломерация может быть осуществлена при наличии или отсутствии перепада давления на мембране. Предпочтительно, перепад давления используется с целью уменьшения пустот, через которые поток флюида может обходить молекулярное сито.The agglomeration technique can be used with respect to molecular sieve particles that are on the surface of the meso / macroporous structure, as well as particles within the pores of the structure. Most preferably, agglomeration is used when the molecular sieve particles are inside the meso- or macropores of the meso / macroporous structure so that the main size of the agglomerated particles is less than 200 nm, preferably less than 100 nm. Agglomeration can be carried out in the presence or absence of a pressure drop across the membrane. Preferably, the differential pressure is used to reduce voids through which the fluid flow can bypass the molecular sieve.
Другой общий технический прием, в котором пустоты определяются как прерывающаяся совокупность барьеров, заключается в том, что, по меньшей мере, частично закупоривают, по меньшей мере, часть пустот твердым веществом. Предпочтительно это твердое вещество представляет собой полимерный или неорганический материал. Твердое вещество может просто находиться в пустотах или оно может быть прикреплено или связано с молекулярным ситом или мезо/макропористой структурой. Твердое вещество может быть дисперсным или олигомерным, причем может быть предварительно сформовано и затем введено в пустоты или оно может быть сформовано на месте.Another common technique in which voids are defined as an intermittent set of barriers is that at least partially clog at least a portion of the voids with a solid. Preferably, this solid is a polymeric or inorganic material. The solid may simply be in the voids or it may be attached or bonded to a molecular sieve or meso / macroporous structure. The solid can be dispersed or oligomeric, and can be preformed and then introduced into voids or it can be formed in place.
В одном замысле твердое вещество обеспечивает "строительный раствор" для частиц микропористого барьера. Обычно этот строительный раствор представляет собой подходящий полимерный материал, который может выдержать условия разделения. Типичные полимеры включают в себя полисульфоны; поли(стиролы), в том числе стиролсодержащие сополимеры; полимеры и сополимеры целлюлозы; полиамиды; полиимиды; поли(простые)эфиры; полиуретаны; поли(сложные)эфиры; акриловые и метакриловые полимеры и сополимеры; полисульфиды, полиолефины, главным образом виниловые полимеры и сополимеры; полиаллилы; поли(бензимидазол); полифосфазины; полигидразиды; поликарбодииды и тому подобные. Предпочтительными полимерами являются те, в которых имеется пористость, такие как ПСМ (см. WO 2005/012397) и полимеры, в которых пористость создается с помощью порообразующих агентов. Эти полимеры имеют поры, которые могут иметь главный размер 0,3 нм или больше, предпочтительно, по меньшей мере, 1 нм и поэтому флюид может проходить к барьерной частице и от нее.In one design, a solid provides a “mortar” for microporous barrier particles. Typically, this mortar is a suitable polymeric material that can withstand separation conditions. Typical polymers include polysulfones; poly (styrenes), including styrene-containing copolymers; cellulose polymers and copolymers; polyamides; polyimides; poly (simple) ethers; polyurethanes; poly (ester) esters; acrylic and methacrylic polymers and copolymers; polysulfides, polyolefins, mainly vinyl polymers and copolymers; polyallyls; poly (benzimidazole); polyphosphazines; polyhydrazides; polycarbodiids and the like. Preferred polymers are those in which porosity is present, such as PSM (see WO 2005/012397) and polymers in which porosity is created using pore-forming agents. These polymers have pores that can have a major size of 0.3 nm or more, preferably at least 1 nm, and therefore fluid can pass to and from the barrier particle.
Не является обязательным, чтобы все частицы были заключены в строительный раствор. Часто средняя толщина слоя строительного раствора составляет меньше 100 нм, и предпочтительно, приблизительно не превышает главный размер частицы. Если используется слишком много строительного раствора, может получиться смешанная мембранная структура, и проницаемость будет чрезмерно ограничена. Поэтому массовое соотношение барьерных частиц к строительному раствору часто находится в диапазоне от 1:2 до 100:1, предпочтительно между 3:1 и 30:1.It is not necessary that all particles be enclosed in a mortar. Often the average thickness of the mortar layer is less than 100 nm, and preferably, approximately does not exceed the main particle size. If too much mortar is used, a mixed membrane structure may result, and permeability will be excessively limited. Therefore, the mass ratio of barrier particles to mortar is often in the range from 1: 2 to 100: 1, preferably between 3: 1 and 30: 1.
Строительный раствор и частицы могут быть подмешаны, например, в суспензию и затем помещены в соединении с микропористой структурой, или могут быть предоставлены после осаждения частиц. Полимер может быть сформирован на месте, в области, содержащей барьерные частицы. Эти барьерные частицы могут быть инертны в отношении полимеризации или могут иметь активные центры для закрепления полимера. Например, частица может быть функционализирована с помощью реакционноспособной группы, которая может связываться с полимером или с мономером, подвергающимся полимеризации, например, в результате процессов конденсации или присоединения, которые обсуждены выше.Mortar and particles can be mixed, for example, in a suspension and then placed in conjunction with a microporous structure, or can be provided after the particles are deposited. The polymer may be formed in place, in an area containing barrier particles. These barrier particles may be inert with respect to polymerization or may have active sites for polymer attachment. For example, the particle can be functionalized with a reactive group that can bind to the polymer or to the monomer undergoing polymerization, for example, as a result of the condensation or addition processes discussed above.
Имеет значение тот факт, что строительный раствор закупоривает микропоры молекулярного сита. В случае высокопористых полимеров, таких как ПСМ, любое влияние окклюзии может быть ослаблено. Часто количество полимера, использованного в качестве строительного раствора, его молекулярная масса и конфигурация таковы, что для капсулирования всех частиц молекулярного сита имеется недостаточно полимера. Обычно массовое отношение полимера к молекулярному ситу составляет между 0,01:1 и 0,3:1. Величина средней молекулярной массы полимер иногда находится в диапазоне от 20000 до 500000, предпочтительно, между 30000 и 300000.It matters that the mortar clogs the micropores of the molecular sieve. In the case of highly porous polymers such as PSM, any effect of occlusion can be attenuated. Often the amount of polymer used as a mortar, its molecular weight and configuration are such that not enough polymer is available to encapsulate all particles of the molecular sieve. Typically, the weight ratio of polymer to molecular sieve is between 0.01: 1 and 0.3: 1. The average molecular weight of the polymer is sometimes in the range of 20,000 to 500,000, preferably between 30,000 and 300,000.
Строительный раствор может отличаться от полимера. Например, когда молекулярное сито представляет собой цеолит, тетраалкоксид кремния может взаимодействовать с цеолитом и за счет гидролиза образовать каркас диоксида кремния или массу между частицами молекулярного сита. Обычно используется разбавленный водный раствор тетраалкоксида кремния, например, содержащий между 0,5 и 25% тетраалкоксида кремния по массе, чтобы обеспечить распределение. Функционализация цеолита тетраалкоксидом кремния также является эффективной в качестве центра для сшивания с органическим полимером, главным образом с такими полимерами, которые содержат функциональные группы, такие как гидроксильные, амино-, ангидридные, диангидридные, альдегидные или аминокислотные группы, которые могут образовать ковалентные связи с кремнийорганическим алкоксидом. Кроме того, между цеолитными частицами и мезо/макропористой структурой могут быть выращены частицы того же самого или другого цеолита, с использованием технических приемов, описанных выше.Mortar may differ from polymer. For example, when the molecular sieve is a zeolite, silicon tetraalkoxide can interact with the zeolite and form a silica skeleton or mass between the particles of the molecular sieve by hydrolysis. Usually a dilute aqueous solution of silicon tetraalkoxide is used, for example, containing between 0.5 and 25% silicon tetraalkoxide by weight to ensure distribution. The functionalization of zeolite with silicon tetraalkoxide is also effective as a center for crosslinking with an organic polymer, mainly with those polymers that contain functional groups, such as hydroxyl, amino, anhydride, dianhydride, aldehyde or amino acid groups, which can form covalent bonds with organosilicon alkoxide. In addition, particles of the same or different zeolite can be grown between zeolite particles and a meso / macroporous structure using the techniques described above.
Другой подход к уменьшению обходного потока заключается в использовании частиц двух или более размеров при формировании слоя, содержащего барьер. Если, например, частицы микропористого барьера обычно являются сферическими с номинальным основным размером около 60 нм, то области между частицами могут быть существенными для обеспечения обходного потока. Включение конфигурационно совместимых частиц в эти области может дополнительно ограничить поток флюида и, таким образом, в результате большая часть флюида направляется к барьерным частицам для селективного разделения. Конфигурация барьерных частиц будет зависеть от типа использованных барьерных частиц. Микропористые частицы цеолитного молекулярного сита, имеющие основной размер меньше, чем 100 нм, вероятно, будет иметь определенную конфигурацию благодаря своей кристаллической структуре. Некоторые цеолиты имеют тенденцию к конфигурации пластинчатого типа, тогда как другие, такие как АlРО-14, имеют стержнеобразную структуру. Аналогично, частицы полимерных, керамических, стеклянных и углеродных молекулярных сит могут иметь конфигурацию, которая трудно изменяется. Поэтому конфигурация открытых областей между частицами может изменяться в широких пределах.Another approach to reducing bypass flow is to use particles of two or more sizes to form a layer containing the barrier. If, for example, particles of a microporous barrier are usually spherical with a nominal basic size of about 60 nm, then the areas between the particles can be significant to provide a bypass flow. The inclusion of configurationally compatible particles in these regions can further restrict the flow of fluid, and thus, as a result, most of the fluid is directed toward the barrier particles for selective separation. The configuration of the barrier particles will depend on the type of barrier particles used. Microporous particles of a zeolite molecular sieve having a basic size of less than 100 nm are likely to have a specific configuration due to their crystal structure. Some zeolites tend to have a plate type configuration, while others, such as AlPO-14, have a rod-like structure. Similarly, particles of polymer, ceramic, glass and carbon molecular sieves can have a configuration that is difficult to change. Therefore, the configuration of the open regions between particles can vary widely.
Иногда конфигурационно совместимые частицы выбирают таким образом, чтобы получить, по меньшей мере, частичное закупоривание области. Таким образом, для сферических барьерных частиц стержнеобразные или гораздо более мелкие конфигурационно совместимые частицы могут быть желательными. Конфигурационно совместимые частицы могут иметь любой подходящий состав при заданном размере и условиях работы. Эти частицы могут быть полимерными, в том числе олигомерные, углеродные и неорганические, такие как дымящий диоксид кремния, цеолит, оксид алюминия и тому подобные.Sometimes, configurationally compatible particles are selected so as to obtain at least partial clogging of the area. Thus, for spherical barrier particles, rod-shaped or much smaller configurationally compatible particles may be desirable. Configurationally compatible particles can have any suitable composition for a given size and operating conditions. These particles can be polymer, including oligomeric, carbon and inorganic, such as fuming silica, zeolite, alumina and the like.
Подробное описание чертежаDetailed description of the drawing
На чертеже схематично показано, что исходное сырье, содержащее линейные парафины, поступает в установку изомеризации по линии 102. Водород подается по линии 104. Объединенный поток поступает в реактор изомеризации 106. Поток, выходящий из реактора изомеризации 106, направляется по трубопроводу 108 в стабилизационную колонну 110. В этой стабилизационной колонне 110 по трубопроводу 112 в качестве верхнего погона удаляются легкие фракции. Эти легкие фракции могут быть использованы для любой подходящей цели, в том числе как ценное топливо. Кубовый остаток из стабилизационной колонны 110 по линии 114 поступает в деизогексанайзер 116. Верхний погон из деизогексанайзера 116 отводится по трубопроводу 118. Кубовый поток из деизогексанайзера 116 удаляется по линии 120. Боковой поток из деизогексанайзера 116, который содержит нормальный гексан, по трубопроводу 122 поступает на входную сторону мембранного сепаратора 124. Поток, имеющий пониженную концентрацию линейных парафинов, удаляется из сепаратора 124 по линии 128. Этот поток содержит повышенную концентрацию метилциклопентана. Как видно, удерживаемый продукт направляется по трубопроводу 128 и смешивается с верхним погоном в линии 118. Фракция продиффундировавшего вещества рециркулируются по трубопроводу 126 в реактор изомеризации 106.The drawing schematically shows that the feedstock containing linear paraffins enters the isomerization unit through
Claims (15)
a) изомеризацию исходного сырья в условиях изомеризации, включающих температуру реактора от 40 до 250°С и рабочим абсолютным давлением от 100 кПа до 10 МПа в присутствии катализатора изомеризации, чтобы получить продукт изомеризации, содержащий линейные парафины, но в концентрации меньшей, чем в исходном сырье,
b) дистилляцию, по меньшей мере, части продукта изомеризации, для того, чтобы получить низкокипящую фракцию, содержащую диметилбутаны, и легкие парафины, и высококипящую фракцию, содержащую нормальный гексан, метилпентаны, диметилбутаны и метилциклопентан,
(с) контактирование, по меньшей мере, части фракции, содержащей нормальный гексан, со стадии b), с входной стороной селективно проницаемой мембраны в условиях, включающих в себя достаточную площадь поверхности мембраны и перепад давления на мембране для того, чтобы получить удерживаемую фракцию, в которой имеется повышенная концентрация метилциклопентана и диметилбутанов, и получить на выходной стороне мембраны продиффундировавшую фракцию, имеющую повышенную концентрацию нормального гексана и метилпентанов, причем указанная продиффундировавшая фракция содержит, по меньшей мере, 75 мас.% нормального гексана, содержащегося во фракции, включающей нормальный гексан и контактировавшей с мембраной, и d) выведение удерживаемого продукта со стадии с).1. The method of isomerization of a feedstock containing paraffins having 5 and 6 carbon atoms, in which at least 15 wt.% Of the feedstock are linear paraffins to obtain an isomerization product containing isomerized paraffins, which includes:
a) isomerization of the feedstock under isomerization conditions, including a reactor temperature of 40 to 250 ° C and a working absolute pressure of 100 kPa to 10 MPa in the presence of an isomerization catalyst, to obtain an isomerization product containing linear paraffins, but at a concentration lower than in the original raw materials
b) distilling at least a portion of the isomerization product in order to obtain a low boiling fraction containing dimethyl butanes and light paraffins, and a high boiling fraction containing normal hexane, methyl pentanes, dimethyl butanes and methyl cyclopentane,
(c) contacting at least a portion of the fraction containing normal hexane from step b) with the inlet side of the selectively permeable membrane under conditions including sufficient membrane surface area and pressure drop across the membrane to obtain a retained fraction, in which there is an increased concentration of methylcyclopentane and dimethylbutanes, and to obtain on the output side of the membrane a diffused fraction having an increased concentration of normal hexane and methylpentanes, wherein said diffund th e fraction comprises at least 75 wt.% of normal hexane contained in the fraction comprising normal hexane contacted with the membrane, and d) removing retentate product of step c).
(a) реактор изомеризации, имеющий приспособления для приема исходного сырья на входе и выходной патрубок,
(b) аппарат для удаления гексана, который имеет вход жидкого флюида, соединенный с выходным патрубком реактора изомеризации, выходной патрубок низкокипящей фракции предназначен для удаления низкокипящей фракции по линии, выходной патрубок для отбора боковой фракции и выходной патрубок высококипящей фракции; и
(c) мембранный сепаратор, в котором боковой патрубок для входа жидкого сырья соединен с выходным патрубком, который обеспечивает отбор боковой фракции аппарата удаления гексана, боковой патрубок для выхода жидкого сырья соединен с трубопроводом для вышекипящей фракции аппарата удаления гексана, и выход жидкого продиффундировавшего продукта соединен с входом в реактор изомеризации. 15. A device for the isomerization of a feedstock containing paraffins having 5 and 6 carbon atoms to obtain a gasoline fraction, which includes:
(a) an isomerization reactor having devices for receiving feedstock at the inlet and an outlet pipe,
(b) a hexane removal apparatus that has a liquid fluid inlet connected to an outlet pipe of the isomerization reactor, an outlet pipe of a low boiling fraction is used to remove the low boiling fraction along a line, an outlet pipe for selecting a side fraction and an outlet pipe of a high boiling fraction; and
(c) a membrane separator in which a side pipe for entering the liquid feed is connected to an outlet pipe that allows the side fraction of the hexane removal apparatus to be selected, a side pipe for output of the liquid feed is connected to a pipe for the higher boiling fraction of the hexane removal apparatus, and the outlet of the diffused liquid is connected with the entrance to the isomerization reactor.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US66117505P | 2005-03-11 | 2005-03-11 | |
| US60/661,175 | 2005-03-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007137666A RU2007137666A (en) | 2009-04-20 |
| RU2364583C2 true RU2364583C2 (en) | 2009-08-20 |
Family
ID=36992038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007137666/04A RU2364583C2 (en) | 2005-03-11 | 2006-03-10 | Methods of isomerisation of paraffins having 5 and 6 carbon atoms, with nethylcyclopentane isolation and device for its realisation |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1856015A4 (en) |
| KR (1) | KR100945406B1 (en) |
| CN (1) | CN101171212A (en) |
| AU (1) | AU2006223160B2 (en) |
| BR (1) | BRPI0608728A2 (en) |
| CA (1) | CA2601211C (en) |
| RU (1) | RU2364583C2 (en) |
| WO (1) | WO2006099287A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2540404C1 (en) * | 2013-07-09 | 2015-02-10 | Игорь Анатольевич Мнушкин | Method and apparatus for isomerisation of c5-c6 hydrocarbons with supply of purified circulating hydrogen stream |
| RU182214U1 (en) * | 2017-12-21 | 2018-08-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" (СПбГТИ(ТУ)) | PLANT FOR ISOMERIZING LIGHT GASOLINE FRACTIONS |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100945405B1 (en) * | 2005-03-11 | 2010-03-04 | 유오피 엘엘씨 | How to Isomerize Normal Butane to Isobutane |
| KR101047928B1 (en) | 2007-05-08 | 2011-07-08 | 주식회사 엘지화학 | Separation method of raw materials including low boiling point, middle boiling point and high boiling point material |
| US7638675B2 (en) * | 2007-09-07 | 2009-12-29 | Uop Llc | Processes for the isomerization of normal butane to isobutane |
| US7638674B2 (en) * | 2007-09-07 | 2009-12-29 | Uop Llc | Processes for the isomerization of paraffins of 5 and 6 carbon atoms with methylcyclopentane recovery |
| RU2478601C1 (en) * | 2012-01-23 | 2013-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Петон" | Method of separating isopentane-pentane-hexane fraction |
| CN111171856A (en) * | 2018-11-13 | 2020-05-19 | 中国科学院大连化学物理研究所 | Application of carbon molecular sieve membrane to C4-C6Process for separating n-isoparaffin |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1088659A3 (en) * | 1972-05-12 | 1984-04-23 | Стандарт Ойл Компани (Фирма) | Process for isolating unsaturated c2-c8 aliphatic hydrocarbons |
| US4717784A (en) * | 1986-12-10 | 1988-01-05 | Shell Oil Company | Total isomerization process with mono-methyl-branched plus normal paraffin recycle stream |
| US5069794A (en) * | 1990-06-05 | 1991-12-03 | Mobil Oil Corp. | Separation of mixture components over membrane composed of a pure molecular sieve |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2918511A (en) * | 1958-05-09 | 1959-12-22 | Texaco Inc | Isomerizing a c6 hydrocarbon fraction |
| US5059741A (en) * | 1991-01-29 | 1991-10-22 | Shell Oil Company | C5/C6 isomerization process |
-
2006
- 2006-03-10 RU RU2007137666/04A patent/RU2364583C2/en not_active IP Right Cessation
- 2006-03-10 CN CNA2006800158339A patent/CN101171212A/en active Pending
- 2006-03-10 EP EP06738003A patent/EP1856015A4/en not_active Withdrawn
- 2006-03-10 AU AU2006223160A patent/AU2006223160B2/en not_active Ceased
- 2006-03-10 BR BRPI0608728-0A patent/BRPI0608728A2/en not_active Application Discontinuation
- 2006-03-10 KR KR1020077023095A patent/KR100945406B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-03-10 CA CA2601211A patent/CA2601211C/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-03-10 WO PCT/US2006/008890 patent/WO2006099287A1/en not_active Ceased
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1088659A3 (en) * | 1972-05-12 | 1984-04-23 | Стандарт Ойл Компани (Фирма) | Process for isolating unsaturated c2-c8 aliphatic hydrocarbons |
| US4717784A (en) * | 1986-12-10 | 1988-01-05 | Shell Oil Company | Total isomerization process with mono-methyl-branched plus normal paraffin recycle stream |
| US5069794A (en) * | 1990-06-05 | 1991-12-03 | Mobil Oil Corp. | Separation of mixture components over membrane composed of a pure molecular sieve |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2540404C1 (en) * | 2013-07-09 | 2015-02-10 | Игорь Анатольевич Мнушкин | Method and apparatus for isomerisation of c5-c6 hydrocarbons with supply of purified circulating hydrogen stream |
| RU182214U1 (en) * | 2017-12-21 | 2018-08-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" (СПбГТИ(ТУ)) | PLANT FOR ISOMERIZING LIGHT GASOLINE FRACTIONS |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2601211A1 (en) | 2006-09-21 |
| CN101171212A (en) | 2008-04-30 |
| AU2006223160A1 (en) | 2006-09-21 |
| EP1856015A4 (en) | 2010-10-06 |
| BRPI0608728A2 (en) | 2011-03-15 |
| WO2006099287A1 (en) | 2006-09-21 |
| AU2006223160B2 (en) | 2009-06-11 |
| CA2601211C (en) | 2011-05-24 |
| KR20070106591A (en) | 2007-11-01 |
| EP1856015A1 (en) | 2007-11-21 |
| KR100945406B1 (en) | 2010-03-04 |
| RU2007137666A (en) | 2009-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100916617B1 (en) | Process for isomerization of feedstock comprising paraffins of 5 to 7 carbon atoms | |
| RU2368594C2 (en) | Method of isomerising normal butane to isobutane and device for realising said method | |
| US7981376B2 (en) | Processes for the isomerization of normal butane to isobutane | |
| US8071044B2 (en) | Processes for the isomerization of paraffins of 5 and 6 carbon atoms with methylcyclopentane recovery | |
| US7638676B2 (en) | Processes for the isomerization of feedstocks comprising paraffins of 5 to 7 carbon atoms | |
| RU2364583C2 (en) | Methods of isomerisation of paraffins having 5 and 6 carbon atoms, with nethylcyclopentane isolation and device for its realisation | |
| US7846322B2 (en) | Integrated refinery with enhanced olefin and reformate production | |
| CN101171216B (en) | Integrated refinery with enhanced olefin and reformate production |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200311 |