本发明专利技术涉及包括有限数量的大直径阀门的模拟移动床吸附分离设备。根据本发明专利技术，设备包括具有多个区段Ｓ↓［ｋ］的柱，该区段具有带有单个分配网络的２个堆积板Ｐ↓［ｉ］，各区段Ｓ↓［ｋ］包括经由大直径板阀Ｖ↓［ｊ］连接到Ｓｋ的每一个板Ｐ↓［ｊ］上的主要外部旁通管Ｌ↓［ｋ］，和二级外部旁通管Ｍ↓［ｋ］包括连接到相邻区段Ｓ↓［ｋ－ｉ］上的小直径阀门Ｖ↓［Ｍｋ］。各个管线Ｌ↓［ｋ］包括流量限制设备并且它经由单个大直径阀门连接到每一流体网络。此外，从管线Ｌ↓［ｋ］到柱的支管在Ｓ↓［ｋ］内部偏移２０°的最大角度以限制管线Ｌｋ的体积，以及在两个相邻区段Ｓｋ和Ｓｋ＋１之间偏移了在７０°－１１０°范围内的平均角度，从而不致于使得机械强度变弱。该板优选包括具有平行片段的面板ＤＭＥ↓［ｉｊ］，它的方向将对于每一个板或一对板发生变化。本发明专利技术还涉及使用所述设备的分离方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及难以通过蒸馏分离的天然产品或化学产品的分离领 域。使用已知为"色谱"或"模拟移动床"或"模拟逆流"或"模拟并流"方法或分离设备的一族方法和相关设备，我们下面称作"SMB"。 所涉及领域的非穷举性的列表是 正链烷烃与支链烷径、环烷烃和芳族烃的分离； 烯烃/链烷烃分离； 对二曱苯与C8芳族烃的其它异构体的分离； 间二甲苯与C8芳族烃的其它异构体的分离； 乙基苯与C8芳族烃的其它异构体的分离；除石油精炼和石油化工外，还有许多其它应用，其中包括葡萄糖/ 果糖分离，曱酚类的各种位置异构体的分离，旋光异构体分离，等等。 现有技术SMB色谱分离在现有技术中为大家所熟知的。通常，模拟移动床 包括至少三个色谱分离区段，有利地为四个、五个或六个，这些区段 中的每一个是由至少一个床或柱的一部分组成，并且包括在两个相继 的供应或排出点之间。典型地，供应需要进行分馏的至少一种原料F 和解吸附剂D(有时称作洗脱剂)，并排出至少一种提余液R和提取物E。 偶而，也供应富含提取物的回流RE。它有可能不仅使用提余液R而且 使用两种提余液R1和R2。因此，通常存在顺序供应或排出的4, 5或 6种工艺流体。供应和排出点随着时间推移而改变，典型地按照同步方 式在向着床底部的流动方向上移动。许多有利的变型能够通过进行不同步的变换(permutations)来改进 该类型的设备单元(umt)的功能。简单地说，不同步的变换用于补偿再 循环泵的无用(dead)体积，如在US-5 578 215中所指明，用于以恒 定的循环速率让再循环泵工作以消除急流速率和压力，如在US-5 762 806中所指明，或最终用至少两个色谱分离区进行操作，这些区中的每 一个等同于非整数数量(non-mtegral number)的吸附床。如在US-6 136198, US-6 375 839, US-6 712 973和US-6 413 419中所指明，这后一 种变型，已知为Varicol 。自然地，这三种变型可以相结合。应该指出的是，让输入和输出流体与在吸附柱中布置的床实现连 通的多向旋转阀仅仅允许同步类型的变换(permutation)。因为不同步的 变换，多个开关阀是极重要的。下面描述该技术方面。现有技术已详细描述了在模拟移动床中进行原料的分离的各种设 备和方法。所列举的具体专利是US-2 985 589, US-3 214 247, US-3 268 605, US-3 592 612, US画4 614 204, US-4 378 292, US國5 200 075和US-5 316 821，这些专利也提供了 SMB的功能的细节。SMB设备典型地包括至少一个柱(常常两个)，布置在该柱中的吸 附床Ai,这些床一皮板Pi分隔开且有腔室Ci用于将流体分布进各个吸 附床中和/或从各个吸附床提取所述流体，以及用于流体的顺序分布和 提取的控制设备。各个板Pi典型地包括经由管线或"分布/提取歧管"供料的多个分 配器-混合器-提取器面板或"DMEij"。该板可以具有类型和任何几何 结构，特别是具有形成柱截面的相邻片段的板，例如具有带有角度的 片段如在US-6 537 451的图8中所示的那些片段的板，这些板是对称 地(歧管)供料的，或平行片段如在周围的断流器，如在已出版的专利申 请US-03/0,127,394中所表明的，这些是双-对称方式供料的。优选，分 离柱包括平行片段型DMEi,j板和双对称供应。还优选，吸附剂是致密 填装的。这意味着在给定的柱中可以使用更大量的吸附剂并且提高期 望的产物的纯度和/或SMB流动速率。在各个床上的分配则要求来自前一个床的通量(沿着柱的主轴移动 的主要流体)被收集下来，在所述床中注入辅助流体或二次流体且同时 混合两种流体到最佳可能的程度的可能性，或分出所收集流体的 一 部 分，提取该流体并从设备中送出以及将流体再分配到下一个床上的可 能性。为此目的，有可能在板Pi中使用供分配(注入/提取)用的腔室Ci,k, 它们可以是单独的或是混合室常见的情况。具有一个或多个腔室的板 Pi是已知的，它在给定的时间中单独供应(或排出)不同的流体，或在 给定的时间中同时和并行供应(排出)同一流体。在第一种情况下，该 板据说具有多个分配网络，在第二种情况下它具有单个分配网络。本专利技术仅仅涉及包括具有单个分配网络的板的设备。通常，全部的流体或主要的通量按照在US-2 985 589中描述的方 式通过柱，或大部分或全部的该通量按照在US-5 200 075中公开的方 法被排空。全部SMB设备遇到的普遍问题是使得各个区中遇到的液体所产生 的污染，以及在SMB操作过程中使到达/来自板的流体到达供应和排出 点的供应和排除管路的体积最小化。当在该操作序列中板Pi的管线、 腔室或供应区段不再由工艺流体冲洗时，它变成无用区段，在该区段 中液体滞止，并且仅仅当另 一种工艺流体在其中流动时才再次流动。 因为SMB的性质要求这是不同的工艺流体，在无用区段中的液体必然 被具有基本上不同组成的液体置换。具有基本上不同组成的流体在短 时间的间隔中的混合或循环因此会导致了与理想操作的偏差，而理想 操作排斥组成的不连续性。进一步的问题在于在同一板的不同区段之间的任何再循环，它因 此也引起与理想操作之间的偏差。为了克服与再循环和无用区段有关的这些问题，各种技术在现有
中是已知的a) 早已建议管线和无用区段被解吸附剂或相对纯的期望的产物 冲洗。该技术有效地防止在提取过程中期望的产物的污染。然而，因 为冲洗液体典型具有的组成非常不同于它所置换的液体，这会在组成 上带来不连续性，与理想操作之间产生差异。该第一次冲洗工艺变型 (variation)典型地进行"在高浓度梯度下短时间冲洗，，。这些沖洗简单地 限制组成不连续性效果。b) 如在US-5 972 224中所述，另 一个解决方案包括让通量的主 要部分通向柱的内部和通量的少量部分(典型为通量的2%-20%)经由在 相邻板之间的外部旁通管流向外部。该冲洗典型地大多数时间或连续 地进行，这样该管线和区段不再是"无用的，，而是被冲洗的。有经由 旁通管的冲洗操作的此类系统已显示在US-5 972 224的附图说明图1中并且按 照在本申请的图1中的简化版本重复。因为旁通管为低流动速率设计 的，结果它们具有小直径，并且包括小直径阀门，这降低系统的成本。该系统的第 一 个优点是二次流体的注入和排出管路用组成非常接 近于置换液体的液体来冲洗，因为首先，旁通管从相邻板派生，和其次，冲洗是基本上连续的而不是不连续的。此外，在旁通管中的流动 速率优选进行测定，这样在每一个旁通管的转移速率基本上等同于在 SMB的主要通量中浓度梯度的前进速率。因此，各个管线和容量用液 体(它的组成基本上等同于在其中所见到的液体的组成)来冲洗，并且在 旁通管中循环的液体在一个点(这里，主要通量的组成基本上是相同的) 被再引入。该第二种变型因此能够进行"用小或零浓度梯度的长时间 沖洗"。该长时间冲洗系统(除了注入和排出时间之外)的第二个优点是，它 能够除去在同 一板的各个区段之间的可能再循环的效果，这归因于压 降差异小，关于SMB的功能，SMB的受控流体本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种能够通过模拟移动床吸附从包括至少一种化合物的混合物中分离所述至少一种化合物的设备，其包括： 至少一个柱，该柱包括被分配／提取板Ｐｉ分隔开的多个吸附床Ａｉ，用于顺序地供应和提取至少两种供应流体：原料Ｆ和解吸附剂Ｄ，和至少两种排放流体 ：提余液Ｒ和提取物Ｅ，Ｐｉ布置在床Ａｉ和紧邻下级床Ａｉ＋１之间； 所述设备还包括至少一个原料网络Ｆ－Ｎｅｔ，解吸附剂网络Ｄ－Ｎｅｔ，提余液网络Ｒ－Ｎｅｔ和提取物网络Ｅ－Ｎｅｔ，这些网络中的每一个经由包括控制双向隔离阀的多个管线连接到柱 ，用于顺序地供应或排出该供应或排出流体，其中所述双向隔离阀具有α或α以上的开口直径被称作网络阀门； 其中所述柱至少在其高度的主要部分上被分成多个相邻叠加区段Ｓｋ，各个区段Ｓｋ是由主要包括２个相继的吸附床Ａｉ、Ａｉ＋１和２个分配／提取板 Ｐｉ、Ｐｉ＋１的柱节段构成，其中所述板Ｐｉ、Ｐｉ＋１分别紧接着布置在Ａｉ和Ａｉ＋１之下； 每一个区段Ｓｋ的分配／提取板Ｐｉ、Ｐｉ＋１中的每一个具有单个公用网络，用于流体Ｆ，Ｄ，Ｒ，Ｅ的顺序供应和排出； 每一个区段Ｓｋ的板Ｐｉ、Ｐ ｉ＋１经由外部主要旁通管Ｌｋ连接在一起，所述外部旁通管Ｌｋ经由包括属于板Ｐｉ或Ｐｉ＋１的单个被称作板阀Ｖｉ或Ｖｉ＋１的双向控制隔离阀的连接器连接到Ｓｋ的板Ｐｉ、Ｐｉ＋１当中的每一个上，其中所述双向控制隔离阀的开口直径大于或等于数值α，用于顺序供给或排除所述流体，或者供给流体到Ｐｉ中或从Ｐｉ排出流体； 每一个旁通管Ｌｋ包括至少一个控制设备来限制在Ｌｋ中运动的流动速率，该设备被安装在管线Ｌｋ上或在Ｓｋ的板的板阀Ｖｉ或Ｖｉ＋１上旁通； 其中每一个区段Ｓｋ的旁通管Ｌｋ经由 包括单个分别为ＶＦｋ、ＶＤｋ、ＶＲｋ、ＶＥｋ网络阀门的单个管线连接到Ｆ－Ｎｅｔ，Ｄ－Ｎｅｔ，Ｒ－Ｎｅｔ和Ｅ－Ｎｅｔ网络中的每一个上，其中所述网络阀门具有α或以上的开口直径，用于将与Ｆ，Ｄ，Ｒ，Ｅ对应的流体的顺序供应进入所述区段Ｓｋ或从所述区段Ｓｋ排出； 所述设备还包括多个外部二级旁通管Ｍｋ，管线Ｍｋ中的每一个经由２个连接点来连接２个相邻区段Ｓｋ－１和Ｓｋ； 第一个连接点被布置在连接器上连接上区段Ｓｋ－１的下板Ｐｉ－１，且在Ｐｉ－１和板阀Ｖｉ－１之间； 第二个 连接点被布置在连接器上连接下区段Ｓｋ的上板Ｐｉ，且在Ｐｉ和板阀Ｖｉ之间； 每一个外部二级旁通管Ｍｋ包括具有β或β以下的内部开口...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：G霍蒂尔，P勒弗莱夫，S劳雷特，F奥吉尔，
申请(专利权)人：IFP公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]
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