以减小长度校正死体积的色谱法模拟移动床分离方法技术

一种模拟移动床分离方法，对柱段封闭回路中用于液体、超临界的或气体混合物的至少一个循环泵（Ｐ）或压缩机引入的死体积所导致的提取液（ＥＡ）或残留液（ＲＢ）组成的扰动进行了校正。当死体积位于柱段下游和柱段提取物流上游时，将在死体积上游与之相邻柱段的体积减去一适当值，或当死体积位于柱段的注入物流下游和柱段上游时，将在死体积下游与之相邻柱段的体积减去一适当值。本发明专利技术适用于分离含有８个碳原子的芳香烃的异构体。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及的是应用色谱法分馏流体混合物的组分的方法。该方法特别适用于分离含有8个碳原子的芳香烃。色谱法是基于如下的事实，即在有液体、气体、或超临界混合物存在的条件下，一些多孔固体可以或多或少地保留该混合物的不同组分。通常基于色谱法的分离方法按如下方式操作将已知颗粒度的多孔固体盛于总体上为圆柱形的贮器即柱中；这构成了固定相。所要分离的混合物通过该柱渗滤，根据被固定相保留的程度各组分连续的排布。在欧州专利EP-A-0415821、和国际专利WO-A-84 02854和WO-A-90 06796中对现有技术进行了叙述。本专利技术的分离方法是逆流或并流方式的模拟移动床色谱分离，例如美国专利US-A-2985589、US-A4 402 832和US-A-4 498991中叙述的。附示了本专利技术，其中—附图说明图1所示为真实逆流分离的原理；—图2A、2B、2C所示为模拟逆流分离的操作；—图3所示为模拟移动床，其中循环泵固定在第n个床或柱部分上；—图4所示为以循环的阶段数为函数，在循环的每个阶段T的相同时刻采取的提取液试样的组成C(重量％)的变化(模数24)；—图5所示为未补偿死体积时以循环的阶段数NP为函数，在循环的每个阶段提取液的平均组成C(重量％)的变化；—图6所示为应用了本专利技术的补偿后，以循环的阶段数NP为函数，循环的每个阶段提取液的平均组成C(重量％)的变化。阐述模拟移动床色谱分离方法操作的一种方式是以等价的真实逆流方法来表示它。图1所示的真实逆流方法中，含有Z1、Z2、Z3和Z4四个区，在分离柱1中形成了固定且浓度恒定的剖面，其中进料A+B和洗脱液S注入点位置、及提取液EA和残液RB的提取点位置保持固定，而固体吸附剂2和液体3互相逆流迁移。在这一方法中，循环泵P使液体由柱的高点返回至低点，同时移动床系统例如将固体由低点返回至高点。这两个系统含有这样一点，即在该点液体和固体两者浓度剖面中仅存的种类是洗脱用的洗脱液。该点在I和IV区的连接处(见图1)。在这种情况下，用于循环系统中的液体和固体体积没有实际意义，因为仅存一个种类且反混效应已不重要。模拟移动床色谱分离方法的成功的难度在于正确地循环固体而不造成磨损与固定床相比不明显地增加床的孔隙率。在模拟移动床方法中，固体位于序数为n的固定床中，n一般在4到24之间。其实逆流方法与模拟流动床方法的主要区别在于以下的事实，即在后者模拟移动床方法中，浓度剖面不再固定而是以均匀的速率围绕封闭的回路迁移，该回路由串级排布的n个固定床或色谱柱构成，其中第n个固定床的出口与第一个床的入口相连。有两种情况的模拟移动床方法必须考虑，它们二者的循环泵(用于液体和密度足够大可以泵送的超临界流体)或循环压缩机(用于气体和不能泵送的超临界液体)在n个固定床的回路中循环液体的方式不同A)在第一种情况下，每个固定床包含在单独的柱中，循环泵可以按与流体注入和提取点相同的速度从一个柱接合点迁移至下一个。在这种情况下(如US-A-5 093 004和WO 93/22022所述)，如同真实逆流分离的情况，将流体从一个柱的出口输送至循环泵入口的管线的体积、泵自身的体积和将流体从泵的出口输送至下一个柱的入口的管线的体积(这三项的总和构成了循环回路的体积)是无足轻重的，因为这些体积被设计成单独被纯洗脱液占据。B)在第二种情况下，每个固定床或色谱柱段通过一管线与其下一个相连，该管线仅到达下一个床(特别是当在同一柱中设置有数个固定床时)，例外的是第n个的出口与循环泵P的入口相连，而所述泵P的出口与第一个固定床相连(见图2)。自然地，这些柱段的编号纯粹是任意的；通常，认为第一个是其入口与循环泵出口相连的柱段，最后一个或第n个其出口与所述泵的入口相连。在这种情况下，循环泵将通过所有的浓度剖面。与其它的床相比泵的死体积造成了第n个固定床体积的差异性，并引起提取液和残留液组成的扰动，降低纯度和产率。一般，为了使回路的总的死体积降至最小，不同柱之间的接合管线设计成具有相同的体积，这一体积尽可能减至最小。当系统中的流体是由压缩机循环的气体时，观察到的扰动大大低于液体或可泵送的超临界液体情况下所得到的值。对于低压气体，该扰动可以忽略。为简便起见，单元可以由节段的组合体代表，这些节段最好长度都应为相同的长度L(这些节段代表柱段)。但对其中的一个节段我们不得不加上一个长度l(l代表循环回路的死体积)。当单元操作时，一个点以恒定的速度U沿这些节段迁移。该点穿过n个节段的组合体需要时间θ，且当节段的接合点在θ/n的倍数的时间以同步方式被穿过时该操作是最优化的。在理想情况下(长度为L的n个节段)，T＝θ/n-L/u；在真实情况下，通过忽略l使T和θ为固定值。要穿过的总长度不再是n·L，而是n·L+l；在每一阶段T中，所述的点穿过L+l/n的距离，但对于第一个n-l阶段它应穿过L的距离，最后期间穿过L+l。所述的点穿过节段的接合处不再与T的倍数同步而是仅各与θ的倍数同步。通过将每段的体积V、循环回路的死体积V和在所述段中的流量Di除以所述段的横截面就可分别得到L、l、和u。图4所示为在有4个区和24段的模拟移动床中逐个阶段在每个阶段的相同时刻得到的提取液的即时组成由循环回路的体积引起的扰动的实例。如观察若干个连续的循环，每到挠动具有24个阶段的周期性，即1个循环(第9届制备色谱法国际研讨会论文集，Nancy，1992年4月，Balannec-Hotier)。再有，法国专利申请94/05293叙述了循环流量恒定的模拟流动床分离方法，其中的循环泵的入口与第n个固定床相连，该循环泵的出口与第一个固定床相连。这样浓度剖面总体从其中穿过。在色谱系统中导入和提取回路独立移动，且不再有唯一的移动周期而代之以移动时间表，该时间的计算是基于如下的事实，即在每个区的出口的洗脱体积必须是恒定的并且与等价的通用模拟移动床的对应体积相等，这样Vk＝Dk·T＝Dpk·(Tji+1-Tj-1i)其中—Dk表示通用模拟移动床中K区的流量；—T表示通用模拟移动床的移动周期；—Dpk表示当泵在P区时有恒定循环流量的模拟移动床中K区的流量；—Tji+1表示其中移出或导入的液流从第j段的出口移向下一段出口的时刻，其中—j是注入或提取点之前与其相邻的段的号数；—i是循环启动后Z回路最慢点已移动的次数。实际上这样类型的系统的运行与通用模拟移动床完全相似，并且由于循环回路的死体积，提取液和残留液的组成表现出相同的扰动，这导致与其它柱段相比第n个床或柱段的差异性。本专利技术的第一个目的是当混合物为液体或可泵送的超临界液体时，解决由于设在第n个和第1个床之间的循环泵中的死体积而引起的提取液和残留液组成的扰动。本专利技术的第二个目的是当混合物为加压气体或低密度超临界液体时，解决由于设在第n个和第1个床之间的循环压缩机中的死体积而引起的提取液和残留液组成的扰动。更一般地讲，本专利技术的目的是解决由于设在回路的两个连续的床之间的各种装置的死体积而引起的提取液和残留液组成的扰动。更精确地说，本专利技术涉及一种在有至少一种洗脱液存在的条件下将含有至少两种成分的进料分离成至少两种馏分的模拟移动床分离方法，该模拟流动床含有n个、优选4至24个色谱柱或柱段，这些柱或柱段的封闭的回路中连续设置，液体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在有至少一种洗脱液（Ｓ）存在条件下将至少含两种组分的进料（Ａ＋Ｂ）分离成至少两种馏分的模拟移动床分离方法，含有ｎ个、优选４至２４个在封闭回路中顺序排布的色谱柱或柱段，在加压下液体、超临界或气体混合物在所述回路中循环，该回路具有至少一个进料注入物流、至少一个洗脱液注入物流、至少一个提取液提取物流（ＥＡ）和至少一个残留液提取物流（ＲＢ），在所述的柱中限定有至少四个区，每个区与其下一个区以注入或提取物流来划分，所述注入和提取物流周期性移动，所述封闭回路含有一个用于所述混合物的循环泵（Ｐ），该泵是流量调节的并位于两个连续的柱或柱段之间，所述封闭回路任选还可含有至少一个测量或取样装置并任选地还可含有至少一个压力调节的循环泵，所述测量装置或取样装置和／或压力调节的循环泵各位于两个连续的柱或柱段之间，所述泵和／或测量或取样装置在循环回路中各具有一死体积，所述死体积造成了提取液和残留液组成的扰动，所述方法的特征在于所述死体积位于一柱段的下游和该柱段提取物流的上游时，将位于所述死体积上游侧与之相邻的所述柱段的体积减去一适当的值，或者当所述死体积位于一柱段注入物流的下游和所述柱段的上游时，将位于所述死体积下游与之相邻的所述柱段的体积减去一适当的值。...

【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霍蒂埃，C科恩，N库恩尼，RM尼考德，
申请(专利权)人：法国石油公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]