Способ разделения исходного продукта на компоненты - RU2143941C1

Чертежи

Описание

Изобретение касается способа разделения жидких смесей компонентов, осуществляемого с помощью хроматографии.

Более конкретно изобретение касается разделения ароматических углеводородов, содержащих восемь атомов углерода.

Хроматография имеет в своей основе следующее: некоторые твердые пористые тела в присутствии жидких, газообразных или надкритической смесей обладают свойством удерживать более или менее значительно различные компоненты смеси.

Способы разделения, основанные на хроматографии, наиболее часто осуществляются следующим образом: твердое пористое вещество определенной гранулометрии помещают в емкость в основном цилиндрической формы - в колонку, образуя таким образом стационарную фазу. Разделяемую смесь процеживают через колонку: различные компоненты смеси, просачиваясь, выходят из колонки в последовательности, обусловленной тем, насколько значительно каждый компонент удерживается стационарной фазой.

Предшествующий уровень техники иллюстрируется следующими патентами: ЕР-А-0415821,W0-А-8402854 и WО-А-9006736.

Способ разделения, заявляемый в настоящем изобретении, представляет собой способ, осуществляемый с помощью хроматографии на псевдоподвижном слое, проводимой в противотоке или в прямотоке, как это описано, например, в патентах US 2985589, US 4402832 и US 4498991.

Изобретение иллюстрируется следующими фигурами, среди которых:
фиг. 1 демонстрирует принцип разделения в реальном противотоке;
фиг. 2А, 2В, 2С демонстрируют действие имитируемого противотока;
фиг. 3 демонстрирует псевдо-подвижный слой, где рециркуляционный насос находится во взаимосвязи с n-ным слоем или фрагментом колонки,
фиг.4 демонстрирует изменения состава С (в вес.%) экстрагированных проб, отобранных в одинаковые моменты каждого периода Т цикла, в зависимости от номера периода цикла (ед. измерения 24);
фиг. 5 демонстрирует изменения среднего состава С (в вес.%) экстракта в каждый период цикла в зависимости от номера периода NP в цикле, не компенсируя мертвый объем, и
фиг. 6 демонстрирует изменения среднего состава C(в вес.%) экстракта для каждого периода цикла в зависимости от номера периода NP в цикле, когда компенсация, согласно изобретению, используется.

Объяснения принципа осуществления способа разделения с помощью хроматографий в псевдоподвижном слое состоит в демонстрации его выполнения в реальном эквивалентном противотоке.

Реальный противоток, показанный на фиг. 1, в виде четырех зон Z₁, Z₂, Z₃, Z₄, представлен как постоянное и неподвижное сечение реакционной массы, обрабатываемой в разделительной колонке 1, на котором положение мест введения исходных продуктов А + В, элюента S и положение места вывода экстракта EA и рафината PB остается неизменным, тогда как твердый адсорбент 3 и жидкость 2 перемещаются в противотоке. В этом процессе рециркуляционный насос P позволяет снова направлять жидкость из верхней точки в нижнюю точку колонки, тогда как такая система, как, например, двигающийся слой, позволяет снова направлять твердый агент с нижней точки в верхнюю точку. Эти две системы, показанные против друг друга на сечении реакционной массы, находятся в месте, где присутствует единственная форма, как в жидкости, так и в твердом агенте, представляющая собой элюент вымывания. Это место обнаруживается на стыке зон I и IV (см. фиг. 1). При этом обстоятельстве объемы жидкости и твердого агента, задействованные в рециклируемых системах, являются совершенно различными, так как представлена единственная форма и усилия на обратное смешивание остаются без последствий.

Успех способов разделения, осуществляемых с помощью хроматографии в псевдо-подвижном сдое, зависит от преодоления трудностей, связанных с обеспечением циркуляции твердого агента без образования сил трения и без заметного увеличения пористости слоя по сравнению с неподвижным слоем. При осуществлении способов в псевдоподвижном слое твердый агент находится в n-ном числе неподвижных слоев, на практике число n в основном равно от четырех до двадцати четырех. Основное отличие между способами, осуществляемыми в условиях реального противотока, и способами, осуществляемыми в условиях псевдоподвижного слоя, состоит в том, что в способах, названных последними, сечение реакционной массы не является более неподвижным - оно перемещается с неизменной скоростью всегда по замкнутому контуру, образованному n неподвижными слоями или хроматографическими колонками, расположенными в ряд таким образом, чтобы выход их n-ного неподвижного слоя был связан со входом в первый слой.

Теперь рассмотрим два варианта осуществления способа в псевдоподвижном слое, согласно которым используют рециркуляционный насос (для жидкостей или надкритических некристаллических веществ, достаточно плотных, чтобы годиться для прокачивания) или рециркуляционный компрессор (для газов и надкритических некристаллических веществ, не подлежащих прокачиванию насосом для обеспечения циркуляции жидкости в контуре и неподвижных слоев:
А) В первом случае каждый неподвижный слой находится в индивидуальной колонке, а рециркуляционный насос может перемещаться от одного места соединения с колонкой к следующему со скоростью, аналогичной перемещению мест ввода и вывода входящих и выходящих жидкостей. В этом случае (он описан в патенте US 5093004 и WO 93/22022) объем линии, проводящей жидкость с выхода колонки на вход рециркуляционного насоса, объем самого насоса и объем линии, подводящей нагнетаемую насосом жидкость на вход следующей колонки (общая сумма этих трех количеств составляет объем контура рецикла), являются, как и в случае реального противотока, незначительными, так как установлено, что эти объемы будут заняты только чистым элюентом.

В) Во втором случае, каждый неподвижный слой или фрагмент хроматографической колонки связан с последующим линией (трубопроводом), направленной только к следующему слою, (в частности, когда несколько неподвижных сдоев расположены в одной и той же колонке), за исключением n-ного слоя, выход из которого связан с аспиратором рециркуляционного насоса P, при этом нагнетатель названного насоса связан с первым неподвижным слоем (см. фиг. 2). Естественно, нумерация этих фрагментов колонки является чисто произвольной; условлено считать, что выход первого фрагмента колонки связан с нагнетателем рециркуляционного насоса, а последний или n-ный на своем выходе связан с аспиратором названного насоса. В этом случае рециркуляционный насос прокачает реакционную массу по всему ее сечению. Мертвый объем этого насоса порождает анизотропию объема n-ного неподвижного слоя по отношению к другим, и в результате происходит искажение составов экстракта и рафината, что снижает чистоту и значение выхода. Для того, чтобы свести до минимума мертвые объемы контура, решено привести все линии (трубопроводы), соединяющие различные колонки, к одному и тому же объему, при этом этот объем снижен до минимально необходимого. В том случае, когда жидкотекучее вещество в системе представляет собой газ, рециклируемый с помощью компрессора, отмечаемое искажение значительно более слабое, чем в случае рециркулирующей жидкости или прокачиваемой надкритической жидкотекучей субстанции. Для газа с низким давлением указанные искажения совсем незначительны.

Проще говоря, вся система может быть представлена как комплекс участков, которые желательно имели бы одну и ту же длину (эти участки символизируют фрагменты колонки). Однако, к одному из этих участков необходимо прибавить длину l (именно значение l символизирует мертвый объем рециркулируемого контура). Когда названный комплекс находится в действии (осуществляется заявленный способ), одна точка перемещается вдоль этих участков с постоянной скоростью U. Эта точка располагает временем θ для того, чтобы пройти весь комплекс n участков, при этом функционирование комплекса оптимально, если соединения участков пройдены в синхронном режиме за кратные временные числа θ/n. В идеальном случае (n участков длины l) было бы T = θ/n = L/u; в случае реальной установки уточняется Т и θ, пренебрегая значением l. Общая для прохождения длина более не nL, а уже n,L+l; во время каждого из периодов Т точка перемещается на расстояние L+l/n, тогда как должна переместиться на расстояние L в течение n-1 периодов, и L+l в течение последнего периода. Прохождение точкой соединения участков более не синхронизировано за кратное временное число Т, но только за кратные временные числа 0. Для того, чтобы приблизиться к указанной схеме, достаточно разделить объем V каждого фрагмента, мертвый объем рециркулируемого контура V и расход Di в фрагментах на сечение названных фрагментов, чтобы получить соответственно L, l и U.

На фигуре 4 показан пример искажения (причиной которого является объем рециклируемого контура мгновенного состава экстракта, взятого в один и тот же момент каждого периода, период за периодом, при использовании псевдоподвижного слоя, содержащего 4 зоны и 24 фрагмента. Если наблюдать за несколькими последовательными циклами, то замечают, что искажение принимает периодичность в 24 периода или 1 цикл (Proceediug of the 9th international symposium of preparative chromotography, Mancy, April 1992, Balannec - Hotier.

Кроме того, в заявке на французский патент N 94/05293 описывается способ разделения, осуществляемый в псевдоподвижном слое, с постоянным рециклируемым расколом, хотя рециклирующий насос имеет свой аспиратор, связанный с n-ным неподвижным слоем, и свой нагнетатель на первом неподвижном слое. При этом он прокачивает всю реакционную массу по всем сечениям. В этом случае схемы ввода и вывода в хроматографическую систему независимо обмениваются одна на другую и больше не знают периода перестановки единственно Т, но рассчитанная таблица [T] времени перестановки, основываясь на том, что объем, вымытый на выходе из каждой зоны, должен быть постоянным и эквивалентным объему из псевдо-подвижного слоя постоянному и эквивалентному, такому как
V_к = D_к • T = D_к^р(T_i+1^j - T_i^j-1),
где D_K показывает расход в зоне К в условном псевдоподвижном слое,
Т показывает период перестановки условного псевдоподвижного слоя,
D_k^p показывает расход в зоне "к" в псевдоподвижном слое с постоянным рециклирующим расходом, когда насос находится в зоне "p",
Т_i+1^j показывает момент, в который предварительно отобранный или введенный поток перемещают с выхода j-го фрагмента на выход следующего фрагмента, где:
j представляет собой номер фрагмента, непосредственно предшествующего точке ввода или вывода,
i представляет собой число раз, с которым наиболее медленный из потоков уже обменялся за время расхода цикла.

На практике этот тип систем содержит точно такой же условный псевдоподвижный слой и дает такие же искажения в составе экстракта и рафината, являющиеся следствием мертвого объема рециклирующего контура, который приводит к анизотропии объема n-го слоя или фрагмента колонки по отношению к объему других фрагментов колонки.

Первой целью настоящего изобретения для случая, когда смесь представляет собой жидкость или надкритическую жидкотекучую субстанцию, пригодную к прокачке, является предотвращение одновременно искажений в составе экстракта и рафината, причиной которых является мертвый объем рециркуляционного насоса, расположенный между n-ным и первым слоем.

Второй целью настоящего изобретения для случая, когда смесь представляет собой газ под давлением или надкритическую жидкотекучую субстанцию малой плотности, является предотвращение искажений в составе как экстракта, так и рафината, причиной которых является мертвый объем рециркуляционного компрессора, расположенный между n-ным и первым слоем.

Более точно, целью изобретения является предотвращение искажений как в составе экстракта, так и в составе рафината, причиной которых являются мертвые объемы различных используемых устройств, расположенные между двумя следующими один за другим слоями контура.

Более точно настоящее изобретение касается способа разделения исходного продукта, содержащего, по меньшей мере, два компонента, на, по меньшей мере, две функции, осуществляемого в псевдоподвижном слое в присутствии, по меньшей мере, одного элюента с использованием n, а предпочтительно от 4 до 24 колонок или фрагментов хроматографических колонок, смонтированных в ряд и в замкнутый контур, в которых циркулирует жидкостная смесь, надкритическая смесь или газообразная смесь под давлением, при этом названный контур содержит, по меньшей мере, один поток, вводящий исходный продукт, по меньшей мере, один поток, вводящий элюент, по меньшей мере, один поток, выводящий экстракт, и по меньшей мере, один поток, выводящий рафинат, причем в названных колонках имеются, по меньшей мере, четыре определенных зоны, каждая из которых отделена от последующей потоком, вводящим или выводящим, при этом вводящий поток и поток выводящий периодически перестанавливают, а названный замкнутый контур содержит насос для упомянутой смеси, регулируемый по расходу, и установленный между двумя колонками или последовательными фрагментами колонки, а также возможно содержат, по меньшей мере, одно средство для измерения или отбора проб и возможно, по меньшей мере, один рециркуляционный насос, регулирующий давление, при этом названное средство измерения или отбора проб и/или рециркуляционный насос, регулирующий давление, расположены (каждый из них) между двумя колонками или последовательными фрагментами колонки, при этом названные насосы и/или средства для измерения или отбора проб (каждый из них) содержит мертвый объем в контуре рецикла, который вызывает искажения в составе экстракта и в составе рафината, при этом заявляемый способ характеризуется тем, что осуществляют снижение на соответствующую величину объема фрагмента непосредственно в верхней точке названного мертвого объема, когда мертвый объем находится в нижнем точке названного фрагмента и в верхней точке выводящих потоков названного фрагмента, или осуществляют снижение на соответствующую величину объема фрагмента непосредственно в нижней точке названного мертвого объема, когда мертвый объем расположен в нижней точке вводящих потоков в названный фрагмент и в верхней точке названного фрагмента.

Термин рециркуляционный насос должен пониматься в родовом смысле как средство для циркуляции, а именно, это насос в случае жидкостной смеси или надкритической смеси, пригодной для прокачки, и это компрессор в случае газообразной смеси под давлением или надкритической смеси малой плотности.

Из соображений удобства считают, например, что рециркуляционный насос, регулирующий расход, находится произвольно между колонками n и 1, таким образом задача состоит в том, что, если выбрать схему, описанную выше, создается такая ситуация, что точка приходит к концу каждого фрагмента в конце каждого периода цикла общей продолжительности θ. Способ, согласно изобретению, состоит в сокращении длины "l" n-ного фрагмента, к которому требовалось прибавить "l", с тем, чтобы компенсировать задержку, создаваемую этой длиной. Предположим, что это сумма пористости, образующейся между частицами (или пористости слоя) и пористости самих частиц, выразим ε_в в виде объемной части фрагмента колонки. Компонент смеси, который не адсорбировался, перемещается в (n - 1) первых фрагментах в последовательные объемы ε_вV; n-ный фрагмент должен таким бы образом иметь объем V¹ в таком выражении: ε_в•V = ε_в•V^I+V, чтобы сохранить тоже время пробега θ, либо в выражении: V^I= V-V/ε_в. Предположим, что Ca это адсорбционная способность неподвижного слоя, выраженная в виде объемной части фрагмента колонки, то среднеадсорбированный компонент разделяемой смеси перемещается в (n-1) первых фрагментах в последовательные объемы (ε_в+Ca)•V; n-ный фрагмент должен бы таким образом иметь объем V¹ в таком выражении (ε_в+Ca)•V = (ε_в+Ca)•V^I+V, чтобы сохранить то же время пробега θ, либо в выражении V^I= V-V/(ε_в+Ca).
Наконец, компонент разделяемой смеси, который плотно адсорбировался, перемеженный элюентом, адсорбированным менее, чем он, перемещается в (n - 1) первых фрагментах в последовательные объемы (ε_в+к.Са)•V, где К > 1; на практике считают, что он обнаруживает максимум в (n - 1) первых фрагментах последовательные объемы V и таким образом, что n-ный фрагмент имеет объем V¹= V-V, для которого (в случае плотно адсорбированного компонента) время пробега O мало-мальски сохраняется.

В общем виде, согласно первому варианту, n-ный фрагмент имеет объем V¹ в выражении V-v > V^I > V-v/ε_в. Таким образом, подавляющее большинство искажений будет исключено, однако остаточные искажения продолжают существовать, так как соединение уменьшенного неподвижного слоя и мертвого объема (даже при поршневой текучести) не эквивалентно неподвижному слою нормального размера.

Согласно второму варианту жидкотекучая смесь может представлять собой газ под давлением или надкритическое жидкотекучее вещество малой плотности. В этом случае она перемещается с помощью рециркуляционного компрессора(ов), при этом следует уменьшить расчетный срок, умножив его на отношение плотности жидкотекучей фазы d_f к плотности адсорбированной фазы d_a.

Более конкретно, если используют, как это бывает в наиболее частом случае, рециркуляционный насос для контроля расхода и один или несколько рециркуляционных насосов для контроля за давлением, то проблема двух или нескольких анизотропий может быть решена таким же образом, уменьшая объем неподвижного слоя, соединенного с аспиратором (или с нагнетателем согласно конкретному случаю) рециркуляционного насоса в соответствии с изложенным выше.

Хотя основной причиной появления мертвых объемов в псевдоподвижном слое хроматографических колонок являются рециркулирующий насос, насосы или компрессор(ы), введение других устройств между двумя колонками окажет такой же эффект; можно назвать целый ряд измерительных приборов или устройств для отбора проб, например, расходомер, спектрометрическая камера для измерения состава, байпас для отбора проб. Каждая объемная анизотропия, а значит каждый мертвый объем, вызванный введением особых устройств, могут быть компенсированы путем уменьшения объема соединения с таким устройством, неподвижного слоя, в соответствии с отношением:
V′ = V-V_j/ε,
где V представляет собой объем фрагмента (и соединения с последующим фрагментом), не содержащего дополнительного мертвого объема в контуре,
V¹ представляет собой измененный объем фрагмента, соединенного с мертвым объемом,
V_j представляет собой мертвый объем насоса или измерительного прибора, а
ε представляет собой коэффициент, равный значению между 1 и ε_в, который представляет собой суммарную пористость, образующуюся между частицами (слоя) и пористости частиц, выраженную в объемной части колонки или фрагмента колонки.

Когда жидкотекучая смесь представляет собой газ под давлением или надкритическую жидкотекучую субстанцию малой плотности, ее перемещение обеспечивается с помощью одного или нескольких компрессоров, при этом надо уменьшить расчетное значение, умножив его на отношение плотности жидкотекучей фазы d_b к плотности адсорбированной фазы d_a.

На фигурах 2А, 2В и 2С показана схема работы устройства, содержащего имитированный противоток, в котором жидкость и коммутаторы перемещаются в одном и том же направлении (по часовой стрелке). Устройство содержит 24 хроматографические колонки с адсорбентом, которые связаны одна с другой, при этом колонка 24 (п) и колонка 1 связаны посредством неподвижного рециркуляционного насоса Р. Зона 1 ограничивается местом введения элюента S и местом вывода экстракта EA, зона 2 находится между местом вывода экстракта и местом ввода исходного продукта А + В; зона 3 находится между местом ввода исходного продукта А + В и местом вывода рафината RВ, а зона 4 расположена между местом вывода рафината и местом ввода элюента S. В конце каждого периода вводящие и выводящие потоки перестанавливаются.

На фиг. 3 показан вариант осуществления способа с помощью последовательно расположенных фрагментов n колонки, мест вывода экстракта EA, рафината RB и ввода исходного продукта А + В и элюента между двух фрагментов. Кроме того, на этой фигуре показано особое расположение, при котором рециркуляционный насос и/или средство измерения находятся непосредственно в верхней точке потока, выводящего экстракт EA или рафинат RВ, при этом названные потоки расположены в верхней точке "л" слоя 1. В этом случае необходимо изменять именно объем n-ного фрагмента, чтобы установить изохронность перемещения точки, названной ранее, по отношению к вводящим и выводящим потокам.

Возможны также две следующие ситуации:
Согласно варианту, на фигуре не показанному, потоки, выводящие с n-ного слоя, и потоки, вводящие на первый слой, находятся между n-ным слоем и рециркуляционным насосом; в этом случае необходимо корректировать объем первого слоя, а никак не объем n-ного и последнего слоя.

В соответствии с другим вариантом, на фигуре не показанном, потоки, выводящие с n-ного слоя, могут находиться между n-ным слоем и рециркуляционным насосом, тогда как места введения потоков в первый слой могут находиться между рециркуляционным насосом и первым слоем; эта ситуация исключается; действительно, в этом случае для сохранения изохронности до отношению к выводящим потокам необходимо уменьшить первый слой, тогда как для сохранения изохронности по отношению к вводящим потокам необходимо было бы уменьшить n-ный слой.

И, наконец, если должно поместить потоки, выводящие с n-ного слоя, и потоки, вводящие в первый слой, между двумя мертвыми объемами или двумя различными анизотропиями, например, рециркуляционным насосом или компрессором и измерительным прибором или между рециркуляционным насосом и наиболее длинной из всех линий, случится ситуация, при которой нужно уменьшить n-ный слой в зависимости от мертвого объема насоса или рециркуляционного компрессора и первого слоя в зависимости от мертвого объема измерительного прибора или мертвого объема, являющегося результатом наиболее длинной линии из всех других.

В случае псевдоподвижного слоя с постоянным рециркулируемым расходом, когда искажения, вызываемые введением мертвых объемов в контур, эквивалентны искажениям, наблюдаемым на псевдоподвижном слое, условно эквивалентном, сделанные корректировки путем уменьшения объема слоя, предшествующего анизотропии, будут также эквивалентны. Правила корректирования, изложенные ниже, будут точно применяться таким же образом для как псевдоподвижного слоя с постоянным рециклируемым расходом, так и для псевдо- подвижного слоя, условно эквивалентного.

Нижеследующий пример иллюстрирует настоящее изобретение, однако, никак не ограничивает области его применения; на фигуре 5 показан состав экстракта период за периодом, полученный без применения какой-либо компенсации мертвого объема, тогда как на фигуре 6 представлена та же диаграмма, но при осуществлении компенсации по уменьшению длины n-ного фрагмента колонки.

Пример 1А (сравнительный)
В соответствии с известным уровнем техники разделяют исходный продукт, имеющий следующий состав: этилбензол (ЕВ) 12,07%, параксилол (PX) - 22,95%, ортоксилол и метаксилол (ОХ + МХ) - 64,98%, в устройстве, содержащем 24 колонки длиной 1 метр с диаметром 1 см, осуществляя процесс разделения на псевдоподвижном слое в противотоке. Линии и насос, установленные между колонками 244 и 1, образуют мертвый объем 17,25 см³. Расходы исходного продукта, элюента, образованного заметно чистым толуолом, экстракта и рафината составляют, соответственно, 1,42 см³/мин, 2,45 см³/мин, 2,05 см³/мин, 1,82 см³/мин.

Адсорбентом является цеолит Y, подвергнутый реакции обмена с барием и калием, аналогичный описанному под номером SPX 2000 фирмой CECA (Франция). Колонки распределены следующим образом: 5 колонок относится к зоне 4; 4 колонки - к зоне 3, 7 колонок - к зоне 2 и 8 колонок - к зоне 1. Расходы рециркуляционного насоса составляют 5-кратные в зоне 4, 9, 1 см³/мин, 4-кратные - в зоне 3, 10, 92 см³/мин, 7-кратные - в зоне 2, 9, 5 см³ /мин, 8-кратные - в зоне 1, 11,55 см³/мин, а период перестановки составляет пять минут. Во время первого периода цикла элюент вводят на вход колонки N1, отбор пробы экстракта осуществляют на выходе из колонки N 8, исходный продукт вводят на вход колонки N 16, а отбор пробы рафината осуществляют на выходе из колонки N 19. Средняя достигнутая чистота для параксилота в экстракте составляет 90,70%, а выход равен 99,90%. На фигуре 5 хорошо видно, что составы экстракта, измеренные от периода до периода, очень меняются.

Пример 1В.

Согласно изобретению все параметры остаются равными, только двадцать четвертая колонка заменена на колонку длиной 62,5 см. Достигнутый выход составляет 99,75% для параксилола в экстракте, тогда как достигнута чистота, равная на этот раз 96,26%. На фигуре 6 хорошо видно, что состав экстракта, взятый от периода до периода, остается очень близким по своим значениям один другому: максимальное отличие разделено на 5. Таким образом, можно сказать, что коррекция очень проста: уменьшение 24-го слоя заставило исчезнуть более 80% искажений состава, вызванных мертвым объемом рециркуляционного насоса. Пусть объем V¹ будет 62,5 см 0,5 см • 0,5 см. π = 49,09 см и находится между V-v = /ε_в или 48,76 см³ и V-v или 61,25 см³, при ε_в 0,58, или 0,33 с учетом пористости слоя и 0,25 с учетом пористости частиц.

Пример 1С.

Кроме рециркуляционного насоса, между первым и 24-ым слоем размещают между 12-ым и 13-ым слоями спектрофотометр, мертвый объем которого V¹ составляет 8 см³, эти 8 см³ будут, как насос на фигуре 3, рассматриваться как нечто общее с колонкой 12. Для компенсации искажений состава экстракта и рафината, вызываемых этими мертвыми объемами, заменяют 24-ую колонку на колонку длиной 62,5 см, как это объяснялось ранее в примере 1В, а 12-ю колонку - на колонку длиной 82,5 см.

Реферат

Описан способ разделения жидкостной надкритической или газообразной смеси, помещенной в замкнутый контур фрагментов колонок, осуществляемый в псевдоподвижном слое, позволяющий исправить искажения в составе экстракта или рафината, возникающие из-за мертвых объемов, которые вносит по меньшей мере один насос или один рециркулирующий компрессор. Объем фрагмента уменьшают на надлежащую величину непосредственно в верхней точке мертвого объема, когда названный мертвый объем расположен в нижней точке этого фрагмента и в верхней точке потоков, выводящих из названного фрагмента, или уменьшают объем фрагмента на надлежащую величину непосредственно в нижней точке мертвого объема, когда мертвый объем находится в нижней точке потоков, входящих в названный фрагмент, и в верхней точке этого фрагмента. Способ используется при разделении изомеров ароматических углеводородов, содержащих 8 атомов углерода, и позволяет устранить искажение в составе продуктов. 8 з. п.ф-лы, 6 ил.

Формула

1. Способ разделения исходного продукта (A + B), содержащего по меньшей мере два компонента, на по меньшей мере две фракции, осуществляемый в псевдоподвижном слое в присутствии по меньшей мере одного элюента (S) при использовании n колонок или фрагментов хроматографических колонок, смонтированных в ряд и в замкнутый контур, в которых обеспечивают циркуляцию жидкой смеси, надкритической смеси или газообразной смеси под давлением, при этом в названном контуре создают по меньшей мере один поток, вводящий исходный продукт, по меньшей мере один поток, вводящий элюент, по меньшей мере один поток, выводящий экстракт (EA), и по меньшей мере один поток, выводящий рафинат (RB), причем в названных колонках формируют по меньшей мере четыре определенных зоны, каждая из которых отделена от последующей потоком, вводящим или выводящим, при этом вводящий поток и поток выводящий периодически чередуют, а названный замкнутый контур содержит насос для упомянутой смеси, регулируемый по расходу, и установленный между двумя колонками или последовательными фрагментами колонки, а также содержит либо по меньшей мере одно средство для измерения или отбора проб, либо по меньшей мере один циркуляционный насос, регулирующий давление, либо их комбинацию, при этом средство измерения или отбора проб и/или рециркуляционный насос, регулирующий давление, расположены (каждый из них) между двумя колонками или последовательными фрагментами колонок, при этом названные насосы и/или средства для измерения или отбора проб (каждый из них) содержат мертвый объем в контуре рецикла, который вызывает искажения в составе экстракта и в составе рафината, отличающийся тем, что осуществляют снижение на желаемую величину объема фрагмента непосредственно в верхней точке мертвого объема, когда мертвый объем находится в нижней точке фрагмента и в верхней точке выводящих потоков фрагмента, или непосредственно в нижней точке мертвого объема, когда мертвый объем расположен в верхней точке фрагмента и в нижней точке вводящих потоков в этот фрагмент.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предпочтительными количествами колонок n являются значения от 4 до 24.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве смеси используют жидкостную смесь или надкритическую смесь и осуществляют снижение объема каждого фрагмента непосредственно в верхней точке или непосредственно в нижней точке каждого мертвого объема V_j названного контура в соответствии с соотношением

где V - незаполненный индивидуальный объем одного фрагмента и его соединения со следующим фрагментом;
V' - незаполненный индивидуальный объем одного фрагмента уменьшенного объема и его соединения со следующим фрагментом;
V_j - мертвый объем или мертвые объемы, которые стремятся изменить;
ε - коэффициент, выбранный в пределах от ε_в до 1, где ε_в выражает объемную часть колонки или фрагмента колонки и представляет собой сумму пористости, образующейся между частицами, и пористости самих частиц в названной колонке или фрагменте колонки.

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве смеси используют газ под давлением или надкритическую жидкотекучую субстанцию малой плотности, в качестве рециркуляционного насоса используют рециркуляционный компрессор или компрессоры и осуществляют снижение объема каждого фрагмента непосредственно в верхней точке или непосредственно в нижней точке мертвого объема контура в соответствии с соотношением

где

имеют параметры, аналогичные указанным в п.2;
d_f - плотность жидкотекучей фазы;
d_a - плотность адсорбированной фазы.

5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что при использовании контура, содержащего по меньшей мере два различных мертвых объема между двумя последовательными фрагментами, выводящими потоками, находящимися между различными объемами, осуществляют снижение объема каждого из двух фрагментов в зависимости от соотношения, представленного в любом из п.3 или 4.

6. Способ по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что разделение ведут в псевдоподвижном слое, находящемся в противотоке.

7. Способ по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что разделение ведут в псевдоподвижном слое, находящемся в прямотоке.

8. Способ по любому из пп.1 - 7, отличающийся тем, что обеспечивают псевдоподвижный слой с постоянным рециркулируемым расходом.

9. Способ по любому из пп.1 - 8, отличающийся тем, что в качестве исходного продукта берут смесь ароматических углеводородов, содержащих 8 атомов углерода.