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EP-4313349-B1 - DEVICE AND METHOD FOR SIMULATED MOVING BED SEPARATION

EP4313349B1EP 4313349 B1EP4313349 B1EP 4313349B1EP-4313349-B1

Inventors

  • VONNER, Alexandre
  • LEINEKUGEL-LE-COCQ, DAMIEN
  • BLANCKE, Guillaume
  • AUGIER, Frédéric
  • ROYON-LEBEAUD, Aude
  • Fourati, Manel
  • AHMADI-MOTLAGH, AMIR HOSSEIN

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20220315

Claims (15)

  1. Device for separation by simulated moving bed comprising a plurality of adsorbers (1, 2) which are positioned in series and arranged alternately for upflow and downflow, each adsorber (1, 2) being divided into n adsorption chambers each comprising one adsorbent bed, the n adsorbent beds being separated by n plates for injecting a feedstock and a desorbent and withdrawing an extract and a raffinate, the device comprising at least one bypass line (3) adapted to bypass at least one adsorber (1, 2).
  2. Device according to Claim 1, wherein the number of adsorbers m is between 3 and 15.
  3. Device according to Claim 1 or Claim 2, wherein the number of adsorbers m is an even number.
  4. Device according to any one of the preceding claims, wherein the number n of adsorbent beds per adsorber (1, 2) is between 1 and 4, preferably between 1 and 3, and highly preferably between 1 and 2.
  5. Device according to any one of the preceding claims, wherein the total number t of adsorbent beds is between 6 and 24, preferably between 8 and 19, and highly preferably between 12 and 15.
  6. Device according to any one of the preceding claims, wherein the adsorbent beds have a height H to diameter D ratio H/D equal to or greater than 1, preferably equal to or greater than 1.5, and highly preferably equal to or greater than 2.
  7. Device according to any one of the preceding claims, wherein the adsorbent beds have a height H to diameter D ratio H/D between 1 and 12, preferably between 1.5 and 10, and highly preferably between 2 and 8.
  8. Device according to Claim 1, wherein the bypass line (3) is adapted to bypass two adjacent adsorbers (1, 2).
  9. Device according to Claim 1 or Claim 8, wherein the bypass line (3) connects a downflow adsorber (1) to an upflow adsorber (2).
  10. Device according to any one of the preceding claims, wherein the adsorbers (1, 2) are arranged in a vertical position for substantially vertical distribution of the fluid flowing through the adsorbers (1, 2).
  11. Device according to any one of Claims 1 to 9, wherein the adsorbers (1, 2) are arranged in a horizontal position for substantially horizontal distribution of the fluid flowing through the adsorbers (1, 2), the flow through the adsorbers (1, 2) taking place in a horizontal plane and in two opposite directions.
  12. Process for separation by simulated moving bed using the device for separation by simulated moving bed according to any one of the preceding claims, the process comprising the following steps: - the adsorbers (1, 2) are fed with at least one feedstock and a desorbent, and at least one extract and at least one raffinate are withdrawn from said adsorbers (1, 2), the adsorbent beds being interconnected in a closed loop, the feed and withdrawal points in the adsorbers (1, 2) being shifted over the course of time by an amount corresponding to one adsorbent bed with a switching time and determining a plurality of operating zones of the device for separation by simulated moving bed, including the following main zones: - zone I for desorption of a product to be separated is between the injection of the desorbent D and the withdrawal of the extract E; - zone II for desorption of the isomers of the product to be separated is between the withdrawal of the extract E and the injection of the feedstock F; - zone III for adsorption of the product to be separated is between the injection of the feedstock F and the withdrawal of the raffinate R; and - zone IV is between the withdrawal of raffinate R and the injection of desorbent D.
  13. Process according to Claim 12, wherein the adsorbent beds are distributed in zones I to IV according to the following configurations referred to as a / b / c / d type configurations: - a is the number of beds in zone I; - b is the number of beds in zone II; - c is the number of beds in zone III; and - d is the number of beds in zone IV, and - a = t * 0.2 * 1 ± 0.2 ; - b = t * 0.4 * 1 ± 0.2 ; - c = t * 0.27 * 1 ± 0.2 ; and - d = t * 0.13 * 1 ± 0.2 , and in which t is a natural integer between 6 and 24, preferably between 8 and 15.
  14. Process according to Claim 12, wherein the adsorbent beds are distributed in zones I to IV according to the following configurations referred to as a / b / c / d type configurations: - a is the number of beds in zone I; - b is the number of beds in zone II; - c is the number of beds in zone III; and - d is the number of beds in zone IV, and - a = t * 0.17 * 1 ± 0.2 ; - b = t * 0.42 * 1 ± 0.2 ; - c = t * 0.25 * 1 ± 0.2 ; and - d = t * 0.17 * 1 ± 0.2 , and in which t is a natural integer between 6 and 24, preferably between 8 and 15.
  15. Process according to Claim 12, wherein when a number x of adsorbers is bypassed, the position of the feed points and of the withdrawal points is modified so that the predetermined proportion of the average number of adsorbent beds in operation in zones I to IV is maintained according to an approximation of ±20%, preferably of ±10%, and highly preferably of ±5%.

Description

Domaine technique La présente invention concerne un dispositif et un procédé pour la séparation en lit mobile simulé, notamment pour la séparation du paraxylène d'un mélange de composés aromatiques comprenant 8 atomes de carbones (orthoxylène, métaxylène et éthylbenzène). Technique antérieure Les technologies actuelles de séparation en lit mobile simulé (parfois en abrégé dans la suite du texte LMS ou SMB pour « Simulated Moving Bed » selon la terminologie anglo-saxonne) utilisent des unités qui comportent un certain nombre de points communs : un ou deux adsorbeurs (ou colonne de séparation) comprenant chacun une pluralité de chambres d'adsorption disposées entre un canal de distribution et un canal de collecte, lesdites chambres d'adsorption comprenant un lit d'adsorbant au sein duquel s'écoule un fluide,des systèmes d'injection, notamment de la charge et de désorbant, et de soutirage, notamment des effluents produits appelés extrait et raffinat,des systèmes de collecte et redistribution, dits zones inter-lits, pour passer d'un lit au lit suivant. Un problème de la technologie de séparation en LMS actuelle est que les adsorbeurs comportent un grand nombre de lits (typiquement 12 lits ou plus) avec un ratio hauteur H sur diamètre D faible (ratio typiquement bien inférieur à 1), afin que l'adsorbeur ne soit pas trop haut et ainsi difficile à ériger, utiliser et entretenir. Un autre problème de la technologie de séparation en LMS actuelle est que l'écoulement des fluides dans les lits des adsorbeurs est de haut en bas, les fluides du fond de l'adsorbeur étant remontés vers la tête de l'adsorbeur ou de l'adsorbeur suivant, ce qui nécessite un investissement en énergie et en équipement (vannes, pompes...) conséquent pour pousser des milliers de m3/h de fluide sur plus d'une dizaine de mètres de haut. Un autre problème de la technologie de séparation en LMS actuelle est que les adsorbeurs comportent des grands volumes des zones dites inter-lits ce qui bride la capacité de séparation et augmente la nécessité d'utiliser de lourds équipements. Un autre problème de la technologie de séparation en LMS actuelle est que tous les lits (e.g. 12 lits) d'un même adsorbeur nécessitent d'être arrêtés afin de maintenir ou réparer une section prédéterminée de l'adsorbeur. Résumé de l'invention Dans le contexte précédemment décrit, un premier objet de la présente description est de surmonter les problèmes de l'art antérieur et de fournir un dispositif et un procédé de séparation en LMS étant plus simple à ériger, utiliser et entretenir. Un deuxième objet de la présente description est fournir un dispositif et un procédé de séparation en LMS permettant une économie en énergie et en équipement. Un troisième objet de la présente description est fournir un dispositif et un procédé de séparation en LMS permettant d'isoler seulement une partie des lits (e.g. un lit ou une paire de lits), sans arrêt du reste du dispositif, qui peut fonctionner dans un mode repli, avec des performances suffisantes. Selon un premier aspect de l'invention, les objets précités, ainsi que d'autres avantages, sont obtenus par un dispositif de séparation en lit mobile simulé comprenant une pluralité d'adsorbeurs disposés en série agencés alternativement en courant ascendant et descendant, chaque adsorbeur étant divisé en n chambres d'adsorption comprenant chacune un lit d'adsorbant, les n lits d'adsorbant étant séparés par n plateaux pour injecter une charge et un désorbant et soutirer un extrait et un raffinat, le dispositif comprenant au moins une ligne de court-circuit adaptée pour court-circuiter au moins un adsorbeur. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le nombre d'adsorbeurs m est compris entre 3 et 15, préférablement compris entre 4 et 12, très préférablement compris entre 5 et 10. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le nombre d'adsorbeurs m est un nombre pair. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le nombre n de lits d'adsorbant par adsorbeur est compris entre 1 et 4, préférablement compris entre 1 et 3, très préférablement compris entre 1 et 2. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le nombre total t de lits d'adsorbant est compris entre 6 et 24, préférablement compris entre 8 et 19, très préférablement compris entre 12 et 15. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les lits d'adsorbants présentent un ratio H/D hauteur H sur diamètre D égal à ou supérieur à 1, préférablement égal à ou supérieur à 1,5, très préférablement égal à ou supérieur à 2. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les lits d'adsorbants présentent un ratio H/D hauteur H sur diamètre D compris entre 1 et 12, préférablement compris entre 1,5 et 10, très préférablement compris entre 2 et 8. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la ligne de court-circuit est adaptée pour court-circuiter deux adsorbeurs adjacents. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la ligne de court-circuit connecte un adsorbeur à courant descendant à un adsorbeur à co