AT516938B1 - Apparat für die rektifikative Trennung von Stoffgemischen - Google Patents

Abstract

Mikrostrukturapparat gemäß Fig 1 für die rektifikative Trennung eines Stoffgemisches, umfassend eine Platte I gemäß Fig 6g und 10 b/c, die eine kanalförmige Mikrostruktur aufweist, und eine Platte II gemäß Fig 6f und 10a, die als Gegenstück für die Platte I angebracht ist und ebenso ein Mikrostruktur aufweist, derart, dass die dabei entstehende Mikrostruktur eine kontinuierliche Gegenstrom-Phasenführung für das zu rektifizierende Stoffgemisch gewährleistet, dadurch gekennzeichnet, dass das Material, aus dem die beiden Platten I und II gefertigt sind, jeweils eine thermische Leitfähigkeit von 0,001 bis 10 W.m- 1.K-1 aufweisen, seine Verwendung und ein Verfahren zur Trennung von Stoffgemischen unter Verwendung eines solchen Apparates.

Description

Beschreibung

APPARAT FÜR DIE REKTIFIKATIVE TRENNUNG VON STOFFGEMISCHEN

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Apparat für die rektifikative Trennung von Stoffgemischen, insbesondere einen Mikrostrukturapparat.

[0002] Die Destillation als Methode der Trennung hemischer Stoffgemische ist lange bekannt und gut erforscht. Dabei wird das zu trennende Gemisch erhitzt, sodass einzelne Komponenten sieden, über den Dampfraum in andere Teile des Apparates gelangen und dort kondensiert werden. Die Destillation wird in großem Maßstab angewandt. Wird die Destillation zur Trennung von Stoffgemischen in einem einzelnen Apparat durch mehrfaches Verdampfen und Kondensieren in mehreren Stufen durchgeführt, wobei die verdampften und kondensierten Stoffströme wiederholt ins thermische Gleichgewicht gebracht werden, spricht man von Rektifikation. Die jeweilige Höhe eines Apparates bzw. einer Kolonne ergibt sich, abhängig vom zu trennenden Stoffgemisch, aus der Anzahl der notwendigen Trennstufen mal der Höhe einer theoretischen Trenneinheit, dem HETP-Wert (height equivalent of theoretical plate) bzw. dem HTU-Wert (height of transfer unit). Sind viele Trennstufen erforderlich, erreichen geeignete Apparate erhebliche Bauhöhen. Beispielsweise betragen diese bei Kolonnen 50 m und mehr, mit allen daraus resultierenden Problemen bezüglich Statik und Stabilität. Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, durch besondere Einbauten in Kolonnen die Bauhöhe einer einzelnen Stufe und damit des gesamten Apparates zu verringern. Geordnete Kolonnenpackungen erlauben es, die Bauhöhe einer einzelnen Trennstufe auf bis zu ca. 83 [mm] zu verringern (Sulzer-Packung - Typ CY), K. Sattler, Thermische Trennverfahren, 3. Auflage, 2001, Weinheim, Wiley-VCH.

[0003] Um sowohl prozess- als auch energieeffizient trennen zu können, bedarf es einer Erhöhung des Stoffaustausches und somit einer Reduktion des HTU-Wertes. Hier setzt die Mikrostrukturtechnik an, mit deren Hilfe die Stoffübertragung stark erhöht, das Arbeitsvolumen reduziert und folglich der Apparat miniaturisiert werden kann. Dadurch ergeben sich neben Kostenreduktion sowohl Im Betrieb als auch In der Investition viele weitere Vorteile wie Flexibilität und Mobilität. Gerade bei der Trennung von Feinchemikalien, die charakterisiert sind durch hohe Reinheit, thermische oder optische Instabilität liefert diese neue Technologie gegenüber konventioneller Methoden wesentliche Vorteile. Mikrostrukturen gewährleisten neben einer schonenden und effektiven Prozessierung der beteiligten Stoffe auch Sicherheit bei explosiven Substanzen aufgrund des geringen Arbeitsvolumens (hold-up).

[0004] Es liegen bislang nur wenige Konzepte zur Rektifikation in Mikrostrukturen vor, wobei die meisten aber nicht industriell einsetzbar und als Forschungsarbeiten zu klassifizieren sind. Das Verfahren, das in US 7,305,850 beschrieben ist, besteht im wiederholten Verdampfen des zu trennenden Gemisches in Mikrokanälen, Trennen des Dampfes von der Flüssigkeit und Überführen des Dampfes und der Flüssigkeit in unterschiedliche Teile des Apparates, in denen Flüssigkeit und Dampf wiederum in Kontakt gebracht werden. Das Verfahren erfordert Apparate von hoher Komplexität, die entsprechend teuer und fehleranfällig im Betrieb sind.

[0005] In der WO 2009/080591 Ist eine miniaturisierte Siebbodenkolonne beschrieben. Es wurde bei Trennversuchen verschiedener Stoffgemischen von 12 Trennstufen bzw. einen HETP- Wert von 10,8 mm berichtet. Nachteile dieser Bauweise sind neben den üblichen Nachteilen einer Siebbodenkolonne, wie etwa nicht schonende Stofftrennung bzw. hoher Druckverlust, die aufwändige Konstruktion, die notwendig ist, um einen Temperaturgradienten entlang des Apparates zu erzeugen. Ein weiterer großer Nachteil ist das enge Betriebsfenster hinsichtlich des Durchsatzes. Die Konstruktion ermöglicht kein Equalling up, die in der Mikroverfahrenstechnik übliche Form des Scale-ups. Um höhere Durchsätze erreichen zu können als durch die Geometrie vorgegeben, ist eine externe Parallelisierung mehrerer Apparate notwendig, was den Investitionsaufwand stark erhöht.

[0006] Die vorliegenden Erfindung stellt nun einen Apparat in der Form eines Mikrostrukturapparates für die rektifikative Trennung eines Stoffgemisches zur Verfügung, der folgende Eigen schäften hat: Einfacher Aufbau, billiges Konstruktionsmaterial, einfache Herstellung, Einfache Vergrößerung der Kapazität bis zum industriellen Maßstab durch „Equalling up", geringe HETP und dadurch hohe Trennstufenzahl bei geringer Bauhöhe.

[0007] In einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Mikrostrukturapparat für die rekti-fikative Trennung eines Stoffgemisches zur Verfügung, umfassend eine Platte I, die eine kanalförmige Mikrostruktur aufweist, und eine Platte II, die als Gegenstück für die Platte I angebracht ist, derart, dass sich Durchlässe für das zu rektifizierende Stoffgemisch ergeben, dadurch gekennzeichnet, dass das Material, aus dem die beiden Platten I und II gefertigt sind jeweils eine thermische Leitfähigkeit von 0,001 bis 10 W.m'VK'^ aufweisen, beispielsweise 0,01 bis 10 W. m'’'.K·''.

[0008] Ein Apparat, der gemäß vorliegender Erfindung zur Verfügung gestellt wird, wird hier auch als „Apparat gemäß (nach) vorliegender Erfindung" bezeichnet.

[0009] Ein Mikrostrukturapparat ist ein Apparat, der Mikrostrukturen aufweist, die Transportvorgänge der Materie und der Wärme beeinflussen. Vom Prinzip der Mikrostruktur her sind Mikrostrukturapparate bekannt.

[0010] Unter „rektifikative Trennung“ oder „Rektifikation“ in einem Verfahren gemäß vorliegender Erfindung ist das mehrfache; vollständige oder teilweise Verdampfen und Kondensieren eines Stoffgemisches, um eine Auftrennung in Einzelkomponenten oder die Anreicherung von Einzelkomponenten zu erreichen, zu verstehen. Je nach Stoffgemisch erfolgt die Rektifikation durch Erhitzen des Stoffgemisches auf eine bestimmte Temperatur und/oder Anlegen eines geeigneten Druckes.

[0011] In einem Mikrostrukturapparat gemäß vorliegender Erfindung sind die Platten I und II, die beispielsweise auch blockförmig gestaltet sein können, im wesentlich horizontal zueinander angeordnet. Unter „im wesentlichen horizontal“ in einem Apparat gemäß vorliegender Erfindung ist gemeint, dass die Platten I und II derart zur Grundfläche angeordnet sind, dass die Flüssigkeit, die rektifiziert werden soll, über die Mikrostruktur der Platte I fließen kann, z.B. mit Hilfe der Schwerkraft. Bevorzugt sind die Platten I und II mehr oder weniger senkrecht, z.B. praktisch senkrecht zur Grundfläche im Apparat angebracht. Bevorzugt sind die Platten I und II im Wesentlichen parallel, z.B. praktisch parallel ausgerichtet.

[0012] In einem Mikrostrukturapparat gemäß vorliegender Erfindung ist die Mikrostruktur in der Platte I in ihrer Gesamtheit in bestimmter Weise geformt, hierin auch als „strukturiert“ bezeichnet, weist aber kein Profil auf. Die Platte I legt durch ihre Strukturierung in Verbindung mit der Platte II und deren Profilierung den Querschnitt des kanalförmigen Durchlasses für das zu rektifizierende Stoffgemisch fest, in dem sich im Betrieb der Mikrostrukturapparates Dampf und Flüssigkeit befinden. Die Oberfläche der Platte II bzw. deren Profil weist bevorzugt einen Abstand zur Flüssigkeitsoberfläche auf, z.B. wie in der Fig. 6c gezeigt, einen Abstand von s/2. Je nach Stoffeigenschaften und Durchsatz soll s/2 hinreichend groß sein, um eine Flutung des Apparates zu verhindern.

[0013] Ein Apparat gemäß vorliegender Erfindung ist in einem weiteren Aspekt dadurch gekennzeichnet, dass die Platte I halbkreisförmig, rechteckig, quadratisch, trapezförmig, dreieckig oder elliptisch strukturiert ist, beispielsweise wie in Fig. 8 gezeigt.

[0014] Dazu kann beispielsweise in eine Platte, bestehend aus einem Material mit einer thermischen Leitfähigkeit von 0,001 bis 10 W.m'VK'^ ein halbkreisförmiger, rechteckiger, quadratischer, trapezförmiger, dreieckiger oder elliptischer Mikrokanal eingefräst werden.

[0015] Die Platte II weist insbesondere ein Oberfläche auf, die eine Wirbelbildung im Dampf begünstigt, bzw. bewirkt. In einem Apparat gemäß vorliegender Erfindung weist die Platte II kein Profil auf, oder die Platte II weist ein Profil auf.

[0016] „E in Profil“ in einer Platte in einem Apparat gemäß vorliegender Erfindung soll bedeuten, dass die Oberfläche der Platte gewünschte, unregelmäßige oder regelmäßige Erhöhungen und Vertiefungen aufweist, z.B. regelmäßige Erhöhungen und Vertiefungen, die beispielsweise eine wellenartige Form aufweisen könne, wobei die Wellen verschiedenförmig ausgestaltet sein können, z.B. können die Wellen sinusförmige, trapezförmige, oder dreieckförmige Einheiten, oder halbelliptische oder halbkreisförmige Einheiten, in denen Halbkreise bzw. Halbellipsen jeweils auf einer Seite einer Ebene nebeneinander geformt sind, oder in denen Halbkreise bzw. Halbellipsen aneinander, abwechselnd auf der einen und auf der anderen Seiten einer Ebene geformt sind, aufweisen.

[0017] Ein Mikrostrukturapparat gemäß vorliegender Erfindung ist in einem weiteren Aspekt dadurch gekennzeichnet, dass die Platte II derart gestaltet, dass sie ein horizontales wellenartiges Profil aufweist, insbesondere ein Profil, das sinusförmige, trapezförmige, oder dreieckförmige Einheiten, oder halbelliptische oder halbkreisförmige Einheiten, in denen Halbkreise bzw. Halbellipsen jeweils auf einer Seite einer Ebene nebeneinander geformt sind, oder in denen Halbkreise bzw. Halbellipsen abwechselnd auf der einen und auf der anderen Seiten einer Ebene geformt sind, aufweist, beispielsweise wie in Fig. 7 gezeigt.

[0018] Ein Mikrostrukturapparat gemäß vorliegender Erfindung enthält weiterhin Aus- und Einlässe, z.B. Bohrungen, für das zu rektifizierende Stoffgemisch bzw. für die beim Rektifizieren entstehenden Stoffe oder Stoffgemische, z.B. den entstehenden Dampf, das Destillat, das Bodenprodukt, die beim Rektifizieren des Stoffgemisches entstehen.

[0019] Das zu rektifizierende Stoffgemisch bzw. die beim Rektifizieren entstehenden Stoffe oder Stoffgemische können mit Hilfe einer oder mehrere Wärmeaustauscher, die an einer geeigneten Stelle, bevorzugt außerhalb der Mikrostrukturapparatur, nämlich außerhalb der Ein-bzw. Auslässe angebracht sind, erwärmt oder gekühlt werden.

[0020] Die Platten I und II in einem Mikrostrukturapparat gemäß vorliegender Erfindung sind im Betrieb miteinander dicht verbunden, insbesondere so verbunden, dass man die Verbindung ohne den Apparat zu zerstören auch wieder lösen kann. „Dicht verbunden“ soll dabei bedeuten, dass Flüssigkeit und Dampf nach dem Verbinden der Platten I und II nur aus den vorgesehenen Ein- bzw. Auslässen ein- oder austreten können.

[0021] insbesondere sind die Platten I und II miteinander verschraubt, wozu beispielsweise an die beiden Platten I und II Lochplatten, nämlich Platten mit Löchern für Befestigungen, beispielsweise Verschraubungen angebracht und die beiden Platten mit Hilfe von Befestigungsmitteln, wie z.B. Schrauben dicht verbunden werden. In der Fig. 1 ist beispielhaft gezeigt, wie die beiden Platten mit Hilfe solcher Lochplatten verbunden werden können.

[0022] Fig. 6c zeigt eine mögliche Ausführung der Strukturierung bzw. Profilierung beider Platten in Seitenansicht. In Fig. 6c bedeuten rK = Tiefe der Strukturierung/Mini-/Mikrokanal/Durchlass V an Platte I s, a bzw. λ = konstruktive Abmessungen der Wellenstruktur IV an Platte II.

[0023] Unabhängig von der Ausführung der Platten mit oder ohne Strukturierung werden mögliche Grundabmessungen (Höhe, Breite und Tiefe) der beiden Platten mit 1v/1l, tv/t, und bv/bL in Tabelle 5 und schematisch in Abbildung 6 (a) dargestellt.

[0024] Tabelle 5

[0025] In Tabelle 5 bezieht sich der Index „L“ auf eine Platte I, der Index „V“ auf eine Platte II in einem Apparat gemäß vorliegender Erfindung.

[0026] In einer besonderen Ausführungsform ist ein Mikrostrukturapparat gemäß vorliegender Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe und die Breite der Platten I und II von 20 bis 100 mm und die Länge mindestens 80 mm, beispielsweise bis zu 10000 mm betragen.

[0027] Exemplarische Abmessungen eines Apparates gemäß vorliegender Erfindung können auch den Konstruktionszeichnungen in den Abbildungen 6 (Fig. 6a bis Fig. 6g) und in den Abbildungen 9 (Fig. 9a und Fig. 9b) entnommen werden.

[0028] Die Platten in einem Apparat gemäß vorliegender Erfindung sollen aus einem Material mit guter Temperaturbeständigkeit, geringer thermischer Leitfähigkeit und hoher Korrosionsbeständigkeit bestehen. Das Material der Platte I soll außerdem einen kleinen Grenzwinkel ,,δ“ zur Flüssigkeit, die rektifiziert werden soll, aufweisen. Eine geringe thermische Leitfähigkeit des Materials ist bevorzugt, um einen großen Temperaturgradient entlang der Höhe der Platten zu erlauben. Ein solches Material schließt geeignetes Glas, geeignete Kunststoffe und geeignete Keramikmaterialien ein, wobei Glas und Kunststoffe, insbesondere Kunststoffe bevorzugt sind.

[0029] Geeignete Kunststoffe, geeignetes Glas oder geeignete Keramikmaterialien in einem Apparat gemäß vorliegender Erfindung sind Kunststoffe, Glasmaterialien oder Keramikmaterialien, die bei den Temperaturen der Rektifikation stabil und gegenüber dem Stoffgemisch, das zu rektifizieren ist und den einzelnen Stoffkomponenten resistent sind.

[0030] Kunststoffe mit geringer thermischer Leitfähigkeit sind insbesondere Kunststoffe, die eine thermische Leitfähigkeit von 1 W.m'TK'^ und darunter, bevorzugt von 0,3 W.m \K'^ und darunter, beispielsweise von 0,001 bis 1 W.m'TK'^ aufweisen.

[0031] Geeignete Kunststoffe schließen beispielsweise Polyolefine, Polyamide, Polyester, Polyether, Polyether-etherketone und Polysulfone ein, wobei beispielsweise Polyetheretherketone wie PEEK und Polysulfone (PSD) besonders geeignet sind.

[0032] Glasmaterialien mit geringer thermischen Leitfähigkeit sind insbesondere solche, die eine thermische Leitfähigkeit von 2 W.m \K \ beispielsweise von 1,5 W.m'^K'^ und darunter, bevorzugt 0,3 W.m'TK'^ und darunter, beispielsweise von 0,001 bis 2 W.m'TK'^ aufweisen. Geeignete Glasmaterialien schließen beispielsweise ein Li-Al-Silikat-Glas, gegebenenfalls mit Anteilen von Ce- und/oder Ag-Ionen, etwa wie FOTURAN®, oder Glasmaterial aus Alkali-Aluminiumsilikat, z.B. Gorilla Glass ein.

[0033] Keramikmaterialien mit geringer thermischer Leitfähigkeit sind insbesondere solche, die eine thermische Leitfähigkeit von 7 W.m'TK'^ und darunter, bevorzugt 0,001 bis 7 W.m'\K'^ aufweisen. Geeignete Keramikmaterialien schließen Silikatkeramik, z.B.: Si02 etc., Oxidkeramik, Z.B.: Zr02, AI2O3, etc., und Nicht-Oxidkeramik, z.B.: SiC, SisN4, Diamond usw. ein.

[0034] Geeignete Grenzwinkel „8“ zwischen der Flüssigkeit und dem Platten material, z.B. Po-lymer/Glas/Keramik, schließen beispielsweise Grenzwinkel von 8 = 70° und weniger, bevorzugt 8 = 40° und weniger, wodurch eine gute Benetzung und eine große Oberfläche zum Dampf sichergestellt werden kann.

[0035] Ein Apparat gemäß vorliegender Erfindung enthält vorzugsweise Öffnungen, durch die man in das Innere des Apparates sehen kann, derart, dass man die Mikrostruktur des Apparates beobachten kann. Diese Öffnungen sind mit einem durchsichtigen „Schauglas“ das Glas, z.B. normales Fensterglas, aber auch transparente oder teiltransparenten Kunststoffe, wie Polysulfone (PSD) oder Polyethersulfone (PES) einschließt, verschlossen. Das Schauglas kann an der Stirnseite und an der gegenüberliegenden Stirnseite der beiden Platten mittels Lochplatten montiert, z.B. verschraubt sein, beispielsweise wie in Fig. 1 gezeigt.

[0036] Ein Apparat gemäß vorliegender Erfindung kann als Verstärkersäule, als Abtriebssäule, oder als Verstärker- und Abtriebssäule ausgeführt werden, beispielsweise gemäß den Abbildungen Fig. 2, Fig. 3 und Fig. 4.

[0037] Beim Gebrauch eines Apparates gemäß vorliegender Erfindung als Verstärkersäule gemäß Fig. 2 zur Trennung eines Stoffgemisches G in weniger flüchtige und stärker flüchtige Komponenten wird ein Stoffgemisch G durch den Wärmetauscher W2 vollkommen verdampft und über die Öffnung XI in den Spalt einbracht. Die flüchtigeren Komponenten des Stoffgemisches G strömen nach Eintritt in den Apparat als Dampf im Spalt zwischen der nach unten strömenden Flüssigkeit und der Platte II in der Wellenstruktur/Profil IV nach oben. Sie gelangen an das obere Ende des Spaltes zwischen den Platten I und II. Über Öffnung IX gelangt der Dampf in den Wärmetauscher W3, wo er kondensiert wird. Ein Teil der nun flüssigen Phase wird als Destillat ausgeschleust. Der restliche Teil gelangt In die Öffnung VII, wird am oberen Ende der Platte I in die Apparatur eingebracht und strömt als Flüssigkeit in den Durch-lass/kanalförmigen Mikrostruktur V nach unten. Dabei findet wiederum ein intensiver Kontakt zwischen dem Dampf und der an der Oberfläche der Platte I nach unten strömenden Flüssigkeit statt, wodurch die stärker flüchtigen Komponenten der nach unten strömenden Flüssigkeit in den Dampf übergehen und die weniger flüchtigen Komponenten des Dampfes in die Flüssigkeit übergehen. Die schwerer flüchtigen Komponenten gelangen über Öffnung VIII aus der Apparatur und werden als Bodenprodukt B abgeführt.

[0038] Belm Gebrauch eines Apparates gemäß vorliegender Erfindung als Abtriebssäule gemäß Fig. 3 zur Trennung eines Stoffgemisches G in weniger flüchtige und stärker flüchtige Komponenten wird ein Stoffgemisch G durch den Wärmetauscher W1 bis zum Siedepunkt beim gewählten Druck erhitzt und durch die Öffnung VII in den Apparat eingebracht. Die weniger flüchtigen Komponenten des Stoffgemisches strömen dabei als Flüssigkeit an der Oberfläche der senkrechten Platte I nach unten. Sie gelangen an das untere Ende des Spaltes. Ein Teil der durch die Öffnung VIII strömenden Flüssigkeit wird als Bodenprodukt B ausgeschleust, der restliche Teil der Flüssigkeit wird durch den Wärmetauscher W2 total verdampft, als Dampf am unteren Ende des Spaltes zwischen Platte I und II in diesen Spalt eingebracht und strömt als Dampf nach oben. Die flüchtigeren Komponenten des Stoffgemisches G bewegen sich nach Eintritt in den Apparat als Dampf im Spalt zwischen der nach unten strömenden Flüssigkeit und der Platte II nach oben. Sie gelangen an das obere Ende des Spaltes zwischen den Platten I und II. Über Öffnung IX gelangt der Dampf durch den Wärmetauscher W3, wo er kondensiert und als Destillat abgeführt wird.

[0039] Beim Gebrauch eines Apparates gemäß vorliegender Erfindung mit Verstärker- und Abtriebssäule gemäß Fig. 4 zur Trennung eines Stoffgemisches G in weniger flüchtige und stärker flüchtige Komponenten wird ein Stoffgemisch G durch den Wärmetauscher W1 bis zum Siedepunkt beim gewählten Druck erhitzt und durch die Öffnung VI in der gewählten Höhe h1 in den Apparat eingebracht. Die weniger flüchtigen Komponenten des Stoffgemisches strömen dabei als Flüssigkeit an der Oberfläche der senkrechten Platte I nach unten. Sie gelangen an das untere Ende des Spaltes. Ein Teil der durch die Öffnung VIII strömenden Flüssigkeit wird als Bodenprodukt B ausgeschleust, der restliche Teil der Flüssigkeit wird durch den Wärmetauscher W2 total verdampft, als Dampf am unteren Ende des Spaltes zwischen Platte I und II in diesen Spalt eingebracht und bewegt sich als Dampf nach oben. Dabei findet durch die Oberflächenstruktur der Platte II ein intensiver Kontakt zwischen dem Dampf und der an der Oberfläche der Platte I nach unten strömenden Flüssigkeit statt, wodurch die flüchtigeren Komponenten der nach unten strömenden Flüssigkeit in den Dampf übergehen und die weniger flüchtigen Komponenten des Dampfes in die Flüssigkeit übergehen. Dadurch enthält die am unteren Ende des Spaltes ankommende Flüssigkeit die flüchtigeren Komponenten nicht mehr oder nur mehr in sehr geringer Menge. Die flüchtigeren Komponenten des Stoffgemisches G bewegen sich nach Eintritt in den Apparat als Dampf im Spalt zwischen der nach unten strömenden Flüssigkeit und der Platte II nach oben. Sie gelangen an das obere Ende des Spaltes zwischen den Platten I und II.

[0040] Über Öffnung IX gelangt der Dampf durch den Wärmetauscher W3, wo er kondensiert wird. Ein Teil der nun flüssigen Phase wird als Destillat ausgeschleust. Der restliche Teil gelangt in die Öffnung VII und wird am oberen Ende der Platte I in die Apparatur eingebracht und strömt als Flüssigkeit nach unten. Dabei findet wiederum ein intensiver Kontakt zwischen dem Dampf und der an der Oberfläche der Platte I nach unten strömenden Flüssigkeit statt, wodurch die stärker flüchtigen Komponenten der nach unten strömenden Flüssigkeit in den Dampf übergehen und die weniger flüchtigen Komponenten des Dampfes in die Flüssigkeit übergehen.

[0041] Beim Betreiben eines Mikrostrukturapparates gemäß vorliegender Erfindung herrscht ein kontinuierlicher Kontakt zwischen der nach unten strömenden Flüssigkeit und dem nach oben strömenden Dampf, sodass besonders geringe HETP-Werte von 30 mm und darunter erreicht werden können. Der HETP Wert bedeutet dabei die Höhe einer theoretischen Trenneinheit (height equivalent of theoretical plate), die von verschiedenen Bedingungen abhängig ist und die experimentell ermittelt wird. Durch den intensiven Kontakt von Flüssigkeit und Dampf wird eine sehr gute Trennung der nach oben strömenden stärker flüchtigen Komponenten von den nach unten strömenden weniger flüchtigen Komponenten des Stoffgemisches erreicht, sodass in einem Apparat gemäß vorliegender Erfindung eine geringe Bauhöhe bei guter Trennleistung erreicht wird.

[0042] Die Kapazität des erfindungsgemäßen Apparates wird dabei durch die Breite b und Anzahl an Paaren gegenüberliegender Platten I und II festgelegt. Die Qualität der Trennung des Stoffgemisches wird durch die Höhe der Plattenpaare H festgelegt. Sie korreliert mit der Anzahl theoretischer Böden des Apparates.

[0043] In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Apparat gemäß vorliegender Erfindung zur Verfügung, in dem die Platten I und II Parallelisierungen horizontaler (Mikro-)Strukturen aufweisen, nämlich dadurch, dass mehrere Kanäle/Durchlässe in den Platten I und Platten II im Apparat vorliegen, oder dass mehrere Platten I und Platten II und mehrere Kanäle/Durchlässe im Apparat vorliegen.

[0044] In einem Apparat gemäß vorliegender Erfindung gelingt es, im Gegensatz zur diskontinuierlichen Kontaktierung bisheriger Verfahren durch kontinuierlichen Kontakt von Flüssigkeit und Dampf eine schonende Trennung bei niedrigerem Druckverlust und höherer Trennleistung zu realisieren.

[0045] Durch den kontinuierlichen Kontakt zwischen der nach unten strömenden Flüssigkeit und dem nach oben strömenden Dampf wird ein intensiver Stoffaustausch und damit eine rasche Einstellung des Flüssigkeits-Dampf-Gleichgewichtes erreicht. Dadurch wird eine geringe HETP erreicht und ein Apparat gegebener Bauhöhe weist besonders viele Trennstufen auf oder ein Apparat mit einer bestimmten Zahl an Trennstufen weist geringe Bauhöhe auf.

[0046] In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Apparat für die rektifika-tive Trennung eines flüssigen Stoffgemisches zur Verfügung, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale, dass sie mindestens eine ebene Platte I und mindestens eine Platte II aufweist, wobei Flüssigkeit entlang der mindestens einen ebenen Platte I in Form einer Filmströmung nach unten strömt und Dampf an der Oberfläche von, den ebenen Platten I gegenüberliegenden, senkrechten Platten II mit glatter Oberflächenstruktur, die bevorzugt eine Wirbelbildung im Dampf bewirkt, nach oben strömt, sodass ein kontinuierlicher Kontakt zwischen der nach unten strömenden Flüssigkeit und dem nach oben strömenden Dampf besteht, sodass eine HETP von unter 30 mm erreicht wird.

BESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN

[0047] Fig. 1 zeigt eine schematische Gesamtansicht eines Mikrostrukturapparates gemäß vorliegender Erfindung.

[0048] Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Mikrostrukturapparates gemäß vorlie gender Erfindung als Verstärkersäule.

[0049] Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht eines Mikrostrukturapparates gemäß vorlie gender Erfindung als Abtriebssäule.

[0050] Fig. 4 zeigt eine schematische Ansicht eines Mikrostrukturapparates gemäß vorlie gender Erfindung als Verstärker- und Abtriebssäule, wobei die Abtriebssäule unterhalb der Verstärkersäule angebracht ist.

[0051] Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Vakuumrektifikation nach Beispiel 2 der vorliegenden Anmeldung.

[0052] Die Abbildungen 6 zeigen schematisch mögliche Ausführungsdetails von Mikrostrukturapparaten gemäß vorliegender Erfindung: [0053] Fig. 6a zeigt schematisch einen möglichen Dampfverteiler für den Fall, dass mehrere

Einheiten der Platten I und II mit Profilen und mehreren Kanälen in dem Mikrostrukturapparat vorhanden sind. Dabei kann der Diffusorbereich Leitbleche, oder keine Leitbleche enthalten (nicht gezeigt).

[0054] Fig. 6b zeigt schematisch ein bionisches System zur Flüssigkeitsverteilung für den

Fall, dass mehrere Einheiten der Platten I und II mit Profilen und mehreren Kanälen in dem Mikrostrukturapparat vorhanden sind.

[0055] Fig. 6c zeigt schematisch einen Ausschnitt aus dem Mikrostrukturapparat der Fig.9a, nämlich den Ausschnitt „DET“. Die Abmessungen sind in mm angegeben.

[0056] Fig. 6d zeigt schematisch einen Mikrostrukturapparat gemäß vorliegender Erfindung, der die beiden Platten I und II im Schrägriss zeigt.

[0057] Fig. 6e zeigt schematisch einer Platte II gemäß vorliegender Erfindung mit der Wel lenstruktur IV im Schrägriss.

[0058] Fig. 6f zeigt schematisch die Vorderansicht von Platten I und II gemäß vorliegender

Erfindung.

[0059] Fig. 6g zeigt schematisch einer Platte I gemäß vorliegender Erfindung mit der Mini- /Mikrokanal/Durchlass/kanalförmiger Mikrostruktur V im Schrägriss.

[0060] Fig. 7 zeigt schematisch Profilvarianten der Oberfläche/Wellenstruktur IV der Platte II gemäß vorliegender Erfindung, nämlich von links nach rechts Wellenstrukturen die sinusförmig, trapezförmig, dreieckig, oder elliptisch oder kreisförmig sind.

[0061] Fig. 8 zeigt verschiedene Ausführungen (Strukturierungen) der Platte I gemäß vor liegender Erfindung und damit Formen des Mikrokanals V, der auf der Platte I ausgebildet ist.

[0062] Die Abbildungen 9 zeigen schematisch konstruktive Darstellungen eines Mikrostrukturapparates gemäß vorliegender Erfindung: [0063] Fig. 9a zeigt schematisch eine Vorderansicht. Alle Größenangaben sind in „mm“.

[0064] Fig. 9b zeigt schematisch eine Seitenansicht. Alle Größenangaben sind in „mm“.

[0065] Die Abbildungen 10 zeigen schematisch konstruktive Darstellungen eines Mikrostrukturapparates gemäß vorliegender Erfindung für höhere Durchsätze mit mehreren Kanälen und Profilen auf den Platten I und II: [0066] Fig. 10a zeigt schematisch die Platte II mit einer Verstärkersäule (oben) und einer

Abtriebssäule unterhalb.

[0067] Fig. 10b zeigt schematisch die Platte I, wobei die Verstärkersäule (oben) und die Ab triebssäule unterhalb in Betrieb sind.

[0068] Fig. 10c zeigt schematisch die Platte I, wobei nur eine Verstärkersäule oder eine An triebssäule in Betrieb ist.

[0069] In den Abbildungen Fig. 1 bis Fig. 10 bedeuten I Platte I gemäß vorliegender Erfindung II Platte II gemäß vorliegender Erfindung IN Dampfeinlass-Bereich IV Wellenstruktur/Mikrostruktur/Profil V Mini-/Mikrokanal/kanalförmige Mikrostruktur/Durchlass VI Öffnung (Bohrung) Zulauf VII Öffnung (Bohrung) Rücklauf VIII Flüssigkeits-Auslass-Bereich IX Dampf-Auslass-Öffnung (Bohrung) X Dampf-Auslass-Bereich XI Dampf-Elnlass-Öffnung (Bohrung) XII Flüssigkeits-Auslass-Öffnung (Bohrung) B Bodenprodukt F Flüssigkeit D Destillat DA Dampf DB Düsenbereich DE Dampfeinlass DET Detallansicht (siehe Fig. 6c) DF Diffusorbereich DP Dampfaustritt E Evakuierung FA Flüssigkeitsauslass FE Flüssigkeitseintritt G Zulauf Stoffgemisch h Höhe LP Lochplatte MK Mikrokanäle μ Apparat gemäß vorliegender Erfindung R Rücklauf

Rs Sumpfrücklauf

rK Tiefe der Strukturierung an Platte I s, a, λ jeweils konstruktive Abmessungen der Wellenstruktur an Platte II (in mm) SCH Schauglas t Temperatur

Var. 1| Variation 1 der Platte I: halbkreisförmig

Var. 2| Variation 2 der Platte I: quadratisch, rechteckig

Var. 3| Variation 3 der Platte I: trapezförmig

Var. 4| Variation 4 der Platte I: dreieckförmig

Var. 5| Variation 5 der Platte I: elliptisch

Var. 1|| Variation 1 der Platte II: sinusförmig

Var. 2|| Variation 2 der Platte II: trapezförmig

Var. 3ii Variation 3 der Platte II: dreiecksförmig

Var. 4|| Variation 4 der Platte II: elliptische oder kreisförmige Einheiten auf einer Seite einer Ebene nebeneinander

Var. 5ii Variation 5 der Platte II: elliptische oder kreisförmige Einheiten aneinander, abwechselnd auf der einen und auf der anderen Seiten einer Ebene VG Verteilergeometrie W Wärmeaustauscher 1v/1l, tv/tL, und bv/bL bezeichnen Grundabmessungen (Höhe, Breite und Tiefe) der beiden Platten (Platte II mit Index „V“, Platte I mit Index „L“

Im Folgenden werden Beispiele für den Aufbau eines Apparates gemäß vorliegender Erfindung and Beispiele für dessen Verwendung zur Durchführung von Rektifikationen gegeben. BEISPIEL 1 [0070] Ein Apparat gemäß vorliegender Erfindung ist in Fig. 1 skizziert. Seine Anwendung kann als Verstärkersäule gemäß Fig. 2 oder als Abtriebssäule gemäß Fig. 3 erfolgen.

[0071] Ein Apparat gemäß vorliegender Erfindung lässt sich aus folgenden Komponenten realisieren: [0072] Platte I und Platte II werden so angeordnet, dass sich ihre Medien führende Oberflächen (glatt oder profiliert) wie nach Fig. 6c in einem wählbaren Abstand s/2 gegenüber stehen.

[0073] Die Bohrungen XI der Platte II und XII der Platte I befinden sich in vertikaler Stellung am Boden des Apparates. Somit sind der Flüssigkeits-Auslass-Bereich VIII und der Dampf- Einlass-Bereich IN aneinander angrenzend. Die Bohrungen VII der Platte I und IX der Platte II befinden sich folglich am Kopf des Apparates. Die Höhen der Platten II und I, ly und 1l sind für gewöhnlich gleich und können nach Tabelle 5 gewählt werden. Während die Breiten by und bL im Bereich der Angaben in der Tabelle 5 liegen, ergeben sich die Tiefen nach Wahl des Durchsatzes. Die Länge hs der Kontaktzone der Phasen, folglich der Verstärker- oder Abtriebssäule, ergibt sich nach Wahl des Stoffgemisches. Diese Länge bestimmt im groben Maße die Höhe der Platten II und I (ly und 10 und dadurch die Höhe des Apparates. Die Abbildungen 6 (Fig. 6a bis

Fig. 6g), Fig. 7, Fig. 8, die Abbildungen 9 (Fig. 9a und Fig. 9b) und Tabelle 5 geben konstruktive Detaiis des Apparates wieder.

[0074] in einen Apparat wie im Beispiel 1 beschrieben wird ein Stoffgemisch bestehend aus Methanoi und Wasser in den angegebenen Verhältnissen eingebracht und bei den angegebenen Temperaturen die foigende Trennung durchgeführt. Dabei wurden die Verhältnisse von Methanoi und Wasser bei VIII und VII durch Dichtemessung bestimmt. Aus den Verhältnissen wurden über die bekannte Siedekurve von Methanol und Wasser die Anzahl der Trennstufen und damit die HETP bestimmt (Systemdruck: 1 atm). Die Resultate sind in der Tabelle 1 zusammengefasst: [0075] Tabelle 1: Ergebnisse Rektifikation CH3OH/H2O - Verstärkersäule - nach Beispiel 1

BEISPIEL 2 [0076] Ein Apparat gemäß vorliegender Erfindung ist in Fig. 1 skizziert. Seine Anwendung kann als Verstärkersäule nach Fig. 2 oder als Abtriebssäule nach Fig. 3 erfolgen. Der Apparat gemäß vorliegender Erfindung lässt sich beispielsweise aus folgenden Komponenten realisieren: Platte I und Platte II werden so angeordnet, dass sich ihre Medien führende Oberflächen (glatt oder profiliert) wie nach Abbildung 6c in einem wählbaren Abstand s/2 gegenüberstehen. Die Bohrungen XI der Platte II und XII der Platte I befinden sich in vertikaler Stellung am Boden des Apparates. Somit sind der Flüssigkeits-Auslass-Bereich VIII und der Dampf-Einlass-Bereich IN aneinander angrenzend. Die Bohrungen VII der Platte I und IX der Platte II befinden sich folglich am Kopf des Apparates. Bohrung VI an der Platte I kann je nach Wahl der Länge der Verstärkersäule h2 in einem dadurch sich ergebenden vertikalen Abstand, Länge der Abtriebssäule hi, zum Flüssigkeit-Auslass-Bereich VIII positioniert werden. Die Höhen der Platten II und I, 1v und 1l sind für gewöhnlich gleich und können nach Tabelle 5 gewählt werden. Während die Breiten bv und bL im Bereich nach Tabelle 5 liegen, ergeben sich die Tiefen nach Wahl des Durchsatzes.

[0077] Die Länge der Kontaktzone der Phasen (hi+h2), folglich der Verstärker- und Abtriebssäule, ergibt sich nach Wahl des Stoffgemisches. Diese Länge bestimmt im groben Maße die Höhe der Platten II und I (1v und 1l) und dadurch die Höhe des Apparates. Die Abbildungen 6 (Fig. 6a bis Fig. 6g), Fig. 7, Fig. 8, die Abbildungen 9 (Fig. 9a und Fig. 9b) und Tabelle 5 geben konstruktive Details des Apparates wieder.

[0078] In einen Apparat, wie im Beispiel 2 beschrieben, wird ein Stoffgemisch bestehend aus Methanol und Wasser in den angegebenen Verhältnissen eingebracht und bei den angegebenen Temperaturen die folgende Trennung durchgeführt. Dabei wurden die Verhältnisse von Methanol und Wasser bei VIII und VII durch Dichtemessung bestimmt. Aus den Verhältnissen wurden über die bekannte Siedekurve von Methanol und Wasser die Anzahl der Trennstufen und damit die HETP bestimmt (Systemdruck: 1 atm): Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusam- mengefasst: [0079] Tabelle 2: Ergebnisse Rektifikation CH3OH/H2O - nach Beispiel 2

[0080] Anhand von Tabelle 2 wird deutlich sichtbar, dass die vorliegende Erfindung die Ergebnisse nach dem Stand der Technik bei weitem übertreffen. Sotowa berichtet einen HETP-Wert von 40 [mm] bei der Trennung eines Methanol/Wasser-Gemisches (K.-l. Sotowa, K. Kusakabe, 4th European Congress of Chemical Engineering, Topic 6, Granada, September, 2003). Dieser Wert ergab sich jedoch aus der Berechnung, wobei nur eine Trennstufe erreicht wurde. Folglich ist Erlangung von 40 [mm] bei mehreren Trennstufen fraglich. Ebenso 40 [mm] wurden von Tonkovich erreicht (A.L. Tonkovich, L. Silva, R. Arora, T. Hickey, AIChE Spring National Meeting, Atlanta, GA, April 2005). Diese Resultate werden jedoch im Expertenkreis, wie bereits oben erwähnt, angezweifelt.

[0081] In einen Apparat wie im Beispiel 2 beschrieben, wird ein Stoffgemisch bestehend aus Cyclohexan und n-Heptan in den angegebenen Verhältnissen eingebracht und bei den angegebenen Drücken und Temperaturen die folgende Trennung durchgeführt (Systemdruck: 1 atm). Dabei wurden die Resultate, wie sie in der Tabelle 3 angegeben sind erhalten.

[0082] Tabelle 3 : Ergebnisse Rektifikation C6H12/C7H16 - nach Beispiel 2

BEISPIEL 3 [0083] Hierbei wird der Apparat gemäß Beispiel 2 verwendet und die Anlage wie in Fig. 5 dargestellt, evakuiert. Durch die Erzeugung eines Unterdruckes über einen Wasserstrahl am Ende der Anlage kann ein Betriebsdruck von bis zu 0,01 [bar] eingestellt werden.

[0084] In einen Apparat wie in Beispiel 3 beschrieben wird ein Stoffgemisch bestehend aus N,N- Dimethylformamid (DMF) und Wasser in den angegebenen Verhältnissen eingebracht und bei den angegebenen Drücken und Temperaturen die folgende Trennung durchgeführt (Systemdruck: 0,1 bar). Dabei wurden Resultate, wie in Tabelle 4 angegeben, erhalten: [0085] Tabelle 4: Ergebnisse Rektifikation C3H7NO/H2O - nach Beispiel 3

BEISPIEL 4 [0086] Anhand der Abbildungen 10 (Fig. 10a, Fig. 10b und Fig. 10c) ist die konstruktive Ausführung eines Apparates für höhere Durchsätze ersichtlich. Dieser Apparat ist für den Labor-, Pilot-bzw. Produktionsmaßstab geeignet. Es kann von der Konstruktion von Beispiel 1 oder 2 ausgegangen werden und es werden die (Mikro-)Strukturen der Phasenkontaktzone nach Abbildung 6 parallelisiert. Diese Vorgehensweise erlaubt es 2 bis > 1000 solcher (Mikro-)Strukturen zu implementieren, wodurch Durchsätze von 60 g/h bis 100 kg/h realisiert werden können. Zur Gleichverteilung der Flüssigkeit in den (Mikro-)Strukturen am Kopf und Zulauf des Apparates wird ein bionisches System nach Fig. 6b verwendet. Zur Gleichverteilung des Dampfes in den (Mikro-)Strukturen am Boden des Apparates wird ein eigens entwickelter Dampfverteiler nach Fig. 6a, die den konstruktiven Aufbau dieses Verteilers schematisch zeigt, eingesetzt.

Claims (16)

1. Patentansprüche

   1. Mikrostrukturapparat für die rektifikative Trennung eines Stoffgemisches, dadurch gekennzeichnet, dass dieser in geneigter, nahezu senkrechter oder senkrechter Aufsteiiung voriiegt, umfassend einer Piatte (i), die eine thermische Leitfähigkeit von 0,001 bis 10 W. m'\K'^ und eine kanaiförmige Mikrostruktur (V) aufweist, die gefräst oder durch übiicher mikrostrukturtechnischer Verfahren erzeugt ist, umfassend einer Piatte (ii), die ais Gegenstück für die Piatte (i) angebracht ist, eine thermische Leitfähigkeit von 0,001 bis 10 W.m' und ebenso ein Mikrostruktur (iV) aufweist, die gefräst oder durch übiicher mikrostrukturtechnischer Verfahren erzeugt ist, wobei jene Piatte (ii) derart angeordnet ist, dass die durch beiden Piatten (i) und (ii) dabei entstehende Mikrostruktur eine kontinuieriiche Gegenstrom-Phasenführung für das zu rektifizierende Stoffgemisch gewährieistet.
2. 2. Mikrostrukturapparat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass flüssiges Stoffgemisch, das rektifiziert werden soii, entiang der Piatte (i) in Form einer Fiimströmung in der Mikrostruktur (V) geführt wird.
3. 3. Mikrostrukturapparat gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Dampf entiang der Piatte (ii) in Gegenrichtung der Fiimströmung des flüssigen Stoffgemisches in der Mikrostruktur (iV) geführt wird.
4. 4. Mikrostrukturapparat gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrostruktur (iV) von Piatte (ii) eine Oberfiächenstruktur (Var. In - 5n) aufweist, die eine Wirbeibiidung im Dampf begünstigt.
5. 5. Mikrostrukturapparat gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die kanaiförmige Mikrostruktur (V) in der Piatte (i) in der Form eines rechteckigen, quadratischen, haibkreisförmigen, trapezförmigen, dreieckförmigen oder eiiiptischen Durch-iasses (Var. 1| - 5|) ausgebiidet ist.
6. 6. Mikrostrukturapparat gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchiass (V) sinusförmige, trapezförmige, rechteckige oder dreieckförmige Einheiten/Profiie, oder haibeiiiptische oder haibkreisförmige Einheiten/Profiie, jeweiis auf einer Seite einer Ebene nebeneinander geformt sind, oder sinusförmige, trapezförmige, rechteckige oder dreieckförmige Einheiten, oder haibeiiiptische oder haibkreisförmige Einheiten/Profiie aneinander, abwechseind auf der einen und auf der anderen Seite einer Ebene geformt sind, oder sinusförmige, trapezförmige, rechteckige oder dreieckförmige Einheiten/Profiie, oder haibeiiiptische oder haibkreisförmige Einheiten/Profiie auf beliebigen Ebenen orthogonal oder in einem beliebigen Winkel zu einander stehend geformt sind, aufweist.
7. 7. Mikrostrukturapparat gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (II) derart gestaltet, dass sie ein horizontales, wellenartiges Profil (Var. In -5ii) aufweist.
8. 8. Mikrostrukturapparat gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (IV) sinusförmige, trapezförmige, rechteckige oder dreieckförmige Einheiten/Profiie, oder halbelliptische oder halbkreisförmige Einheiten/Profiie, jeweils auf einer Seite einer Ebene nebeneinander geformt sind, oder sinusförmige, trapezförmige, rechteckige oder dreieckförmige Einheiten/Profiie, oder halbelliptische oder halbkreisförmige Einheiten/Profiie aneinander, abwechselnd auf der einen und auf der anderen Seite einer Ebene geformt sind oder sinusförmige, trapezförmige, rechteckige oder dreieckförmige Einheiten/Profiie, oder halbelliptische oder halbkreisförmige Einheiten/Profiie auf beliebigen Ebenen orthogonal oder in einem beliebigen Winkel zu einander stehend geformt sind, aufweist.
9. 9. Mikrostrukturapparat gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kanäle/Durchlässe/Wellenstrukturen/Profile (V) und (IV) in den Platten (I) und Platten (II) im Apparat vorliegen.
10. 10. Mikrostrukturapparat gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Piatten (i) und Piatten (ii) und mehrere Kanäie/Durchiässe/Weiienstrukturen/ Profiie (V) und (iV) im Apparat voriiegen.
11. 11. Mikrostrukturapparat gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ais Konstruktionsmateriaiien für die Piatten (i) und (ii) Kunststoffe mit einer thermischen Leitfähigkeit von 1 W-m'^K'^ und darunter verwendet werden, insbesondere Poiyoie-fine, Polyamide, Polyester, Polyether, Polyether-etherketone, Polysulfone und Po-lyethersulfone, insbesondere Polyether-etherketone oder Polysulfone.
12. 12. Mikrostrukturapparat gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Konstruktionsmaterialien für die Platten (I) und (II) Glasmaterialien mit einer thermischen Leitfähigkeit von 2 W.m'’'.K'\insbesonder 1,5 W.m'^K'^ und darunter, insbesondere Quarzglas, ein Li-Al-Silikat-Glas, gegebenenfalls mit Anteilen von Ce- und/oder Ag-lonen, oder Glasmaterial aus Alkali-Aluminiumsilikat verwendet werden.
13. 13. Mikrostrukturapparat gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Konstruktionsmaterialien für die Platten (I) und (II) ein Keramikmaterial mit einer thermischen Leitfähigkeit von 7W.m·^ K'^ und darunter verwendet wird.
14. 14. Verwendung eines Mikrostrukturapparates gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 bei der rektifikativen Trennung eines Stoffgemisches als Verstärkersäule, als Abtriebssäule, oder als Verstärker- und Abtriebssäule.
15. 15. Verfahren zur rektifikativen Trennung eines Stoffgemisches, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mikrostrukturapparat gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 verwendet wird.
16. 16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die rektifikativen Trennung bei Drücken von 0,001 mbar bis 5 bar und/oder bei Temperaturen von 20°C bis 250°C durchgeführt wird.