CH504219A - Verfahren und Vorrichtung zur Trennung der Komponenten eines Gemisches - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren und Vorrichtung zur Trennung der Komponenten eines Gemisches
Die Erfindung betrifft ein   Verfahren    und eine Vorrichtung zur Trennung der Komponenten eines Gemisches mittels verschiedener Phasen, insbesondere zur Trennung von Substanzgemischen durch   Chromato-    graphie.



   Ein Ziel der Erfindung   besteht    darin, die   Trennung    eines Gemisches mittels verschiedener Phasen in   einem      Kreislauf    von endlicher Länge in der Weise durchzuführen, dass für die Trennung einer Probe ein unendlich langer Kreislauf verwendet wird. Die Erfindung betrifft auch ein verbessertes Verfahren   zur    kontinuierlichen   Trennung von      Gemischen,    das gegenüber den bekannten Methoden eine   bessere    Trennleistung aufweist.



   Es ist bereits bekannt, ein Gemisch von Gasen oder Flüssigkeiten, das zu trennen ist, und eine mobile
Phase kontinuierlich   durch    eine   Säule    mit Festphase in der Weise durchzutreiben, dass die gegenüberliegenden Enden   der    Säule durch eine Pumpe verbunden werden, was den gleichen Effekt hat wie eine   Trennsäule    von unendlicher Länge. Bei einem solchen Verfahren geht allerdings mindestens ein Teil der bei jedem Durchgang des Gemisches durch die Säule erzielten Trenneffektes   durch    das von der Pumpe verursachte Wiedervermischen verloren.

  Die Erfindung   sell    diesen Nachteil beheben, indem die mobile Phase in Gegenrichtung zur stationären Phase bewegt wird, und zwar bei einer solchen Geschwindigkeit, dass das zu trennende Gemisch innerhalb der Säule verbleibt und nur die   mole    Phase durch die Pumpe   tückgelführt    wird. Zu diesem Zweck wird das   Material    der   stationären    Phase in eine geschlossene Ringsäule   eingebracht,      durch    welche die   mobile Phase    in einer einzigen Richtung durchgetrieben wird.

  Dadurch wird das Wiedervermischen wie im bekannten Verfahren vermieden und   ein kontinuier-      licher    Trenneffekt erzielt, so dass die in einer   bestimm-    ten Zeit erreichte Trennleistung wesentlich grösser ist.



   Es ist bekannt bei der kontinuierlichen Trennung von Gemischen durch   Chlrombatographie,    die stationäre Phase einer   Trennsäuie    endloser Form durch diese Säule umzuwälzen und in diese Säule einen Trägergasstrom einzuführen, so dass   über    einen Abschnitt der Säule die mobile und die stationäre Phase in derselben Richtung strömen und über einen   ändern    Abschnitt der Säule die beiden Phasen in Gegenstromrichtung fliessen.

  Da nur der Durchlauf auf dem Gegenstromprinzip für die Trennung wirksam ist, so wird entweder ein   gansehn-    licher Teil des eingeführten   Trägergases    nicht benutzt oder fein wesentlicher Teil der   Säulenlänfge    steht nicht jederzeit für die Trennung zur Verfügung mit dem Resultat, dass grössere Quantitäten und/oder grössere Fliessgeschwindigkeiten des Gases benötigt werden   als    die theoretische Berechnung ergibt,   und/oder    eine viel längere Säule als theoretisch errechnet für eine solche Methode benötigt wird.



   Um diese Nachteile zu   vermeiden,    zeichnet sich das Verfahren zur Trennung der Komponenten eines Gemisches durch   Chromatographie    mittels eines eine geschlossene, ringförmige Kolonne bildenden Adsorptionsmittels, welches von einem Träger durchströmt wird,   erfindungsgemäss    dadurch aus, dass sich die Ko   tonne    in einer Drehrichtung bewegt, wobei sie über eine bestimmte Strecke ihrer Umlaufbahn nicht zum Trennen des Gemisches   wirksam    ist und gleichzeitig für das Durchströmen des Trägers gesperrt wird, so dass die Gesamtheit des Trägers gezwungen wird, in Gegenrichtung zur Drehrichtung über den grössten Teil des Ringes durch die Kolonne zu strömen, welcher Teil für die Trennung des   gemisches      zur    Verfügung steht.



   Zur Durchführung des Verfahrens wird eine Vorrichtung verwendet, die sich kennzeichnet durch ein   drehbar    gelagertes Rad mit über seinem Umfang einen Ring bildenden Rohr zur Aufnahme des   Adsorprions-    mittels, wobei Organe zur Zuführung und Entnahme des Trägers, des Gemisches bzw. der fraktionierten Komponenten zum bzw.

   vom Ring verteilt   Sangeordnet     sind, ferner durch im Ring   angebrachte    Unterteilungen, die den Ring in Kreis abschnitte teilen, deren Grösse kleiner ist als der Abstand zwischen der   Zu hiungsstelle    und der Entnahmestelle für den Träger, wobei benachbarte Kreisabschnitte durch je ein   Überiaufventil    miteinander verbunden sind, und durch Mittel, die diese Überlaufventile mindestens teilweise bei ihrem Durch gang zwischen den   Zuführung    und Entnahmeorganen in die Geschlossenstellung steuern, wobei diese Mittel die   Überlaufventile    auf ihrem restlichen Bewegungsweg unbeeinflusst, d. h. in der Offenstellung belassen.



   Damit kann mit einer kürzeren Kolonne eine kontinuierliche Trennung   und      somit    eine grössere   Treun-    leistung erreicht werden.



   In der Zeichnung ist ein   Ausführungsbeispiel      d    Erfindungsgegenstandes dargestellt, anhand welchem auch das erfindungsgemässe Verfahren erläutert wird.



  Es zeigen:
Fig. 1 in perspektivischer Ansicht mit   teilweisem    Schnitt eine Vorrichtung für die chromatographische Trennmethode, die sich sowohl für die Trennung von Proben als auch für eine kontinuierliche Trennung eignet,
Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Teil des Verteilungsringes,
Fig. 3 einen Schnitt durch die Schmiereinrichtung und
Fig. 4 eine kombinierte Vorrichtung in Ansicht.



   Die in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellte Vorrichtung besteht aus der Grundplatte 10 mit dem   Gestel    11, auf welchem das Rad 12 drehbar gelagert ist,   dessen    Umfang von einem ringsumlaufenden Rohr 13 gebildet ist.



  Dieses Rohr ist durch Unterteilungen 14 in acht   gleich-    grosse Kreisabschnitte geteilt. Jeder Kreis abschnitt enthält einen spiralig gewickelten Wärmeaustauscher 15 und ist mit einer körnigen Substanz 16   gefällt.    Jeder Kreisabschnitt ist durch ein   Überiaufventil    17 mit dem benachbarten Abschnitt verbunden, wobei die Leitungen 18 in Öffnungen 19 des Rohres beidseits der Unterteilungen 14 münden. Jedes   Uberlaufventil    17 besitzt ein Steuerorgan 20, das auf der ortsfesten Kurven scheibe 21 gleitet, wodurch bei der Rotationsbewegung des Rades, wie später beschrieben,   das    Oeffnen und Schliessen des   Überiaufventils    gesteuert wird.



   Die beiden Enden jedes Wärmeaustauschers 15 sind über Leitungen 23 mit den Ein- bzw.   Auslass-    öffnungen von Flüssigkeitssteuerventilen 22 verbunden.



  Von jedem Ventil 22 führen zwei   Einllassleitungen    24 und zwei   Auslassleitungen    25 zum zentralen Verteiler 26, der in der Radnabe untergebracht ist, welcher Verteiler über die sich   drehenden      Dichtungsmuffen    27 und die Leitungen 28 mit zwei unabhängigen Vorratsbehältern der   Wärmeaustauschmedien    in Verbindung steht. Jedes Ventil 22 hat zwei Steuerorgane 30 und 31, die auf den ortsfesten Nockenringen 32 resp. 33 gleiten, wobei die Nocken so ausgebildet sind, dass sie die Steuerorgane in der Weise steuern, dass jedes Ventil 22 bei der Drehung des Rades abwechslungsweise den Vorratsbehälter   des    einen und den Vorratsbehälter des andern   Wärmeaustauschmediums    mit dem ihm zugeordneten Wärmeaustauscher 15 verbindet.

  Die Kurvenscheibe 21 und die   Nookenringe    32 und 33 sind zu einem Ring 34 zusammengefasst, welcher Ring an der nicht rotierenden Deckplatte 36 befestigt ist. Die Kurvenscheibe 21 ist auf der einen Seite des Ringes 34 und die Nockenringe 32 und 33 auf der   entgegenigesetzten    Seite dieses Ringes   angeordnet.    Die   Deckplatte    36 bildet den   seitlichen    Abschluss des Rades 12, wobei der Ring 34 in das Rad vorspringt.



   An der ortsfesten Deckplatte 36 sind im weiteren vier Anschlüsse 37A, 37B, 37C und 37D befestigt, von denen jeder einen Daumen 38 aufweist, der bei der Drehung des Rades 12 nacheinander die Ventilsteuerorgane 39 betätigt, die in nahe   hintereinanderliegenden    Abständen auf der Aussenseite des Rohres 13   ange-    ordnet sind. Die Anschlüsse 37 weisen   ebenfalls    zwei Öffnungen auf, die mit zwei Kreisen von Ventilöffnungen 40 auf der Vorderseite des Rohres in   Uberein-    stimmung liegen.



   Die beiden miteinander verbundenen Öffnungen der Anschlüsse 37 sind vorteilhafterweise   kreisbogen-    förmige Schlitze, die lange genug sind, um den zwischen benachbarten   Ventilöffnungen    40 bestehenden Abstand zu   überbrücken,    so dass zwischen der einen oder anderen Öffnung des Anschlusses 37 und dem Inneren des Rohres 13 über eine Ventilöffnung eine dauernde Verbindung besteht, wobei das Ventil durch den Daumen 38 zeitweise in die geöffnete Lage   versetzt jwird.   



   Die vier Anschlüsse 37 sind in Abständen von ungefähr 900 rund um das Rad verteilt und dienen dem Einführen und der Entnahme des zu trennenden Gemisches, der getrennten Gemischkomponenten und des Trägergases je nach der Arbeitsmethode der Vorrichtung, wie Idies später beschrieben wird. Für die Drehung des   Rades    im Uhrzeigerdrehsinn mit einer bestimmten Geschwindigkeit ist ein nicht gezeichneter variabler   Geschwindigkeitsantrieb    vorgesehen, so dass die Festphase im Rohr 13 - in bezug auf die ortsfesten Anschlüsse 37 - dauernd im Uhrzeigerdrehsinn in Bewegung ist.



   Wird die Vorrichtung zur Trennung einer Probe oder eines Musters verwendet, so arbeitet sie   folgender-    massen: Die Zuleitung 41A des Anschlusses 37A (auf der rechten Seite des Rades in Fig. 7) ist mit einem unter Druck stehenden Trägergasvorrat verbunden, und eine ähnliche Zuleitung beim untersten Anschluss 37D führt über eine   Pumpe    zurück zum Trägergasvorrat.



  Wenn die Pumpe in   Betrieb    ist, fliesst somit   ständig    ein Strom von Trägergas durch das Rohr 13 zwischen den Steilen A und D. Damit dieser Gasstrom nur in der der Drehrichtung des Rades entgegengesetzten Richtung fliesst, schliesst die Kurvenscheibe 21 der Reihe nach jedes   Überiaufventil    17, wenn es   gan    der   Stel'l;e    A, dem   Standort    des   das    Gas   zuführenden    Anschlusses 37A, vorbeistreicht und öffnet dieses Ventil   wieder,    sobald das nächste an der Stelle A   vorbeigleftende    Ventil 17 geschlossen worden ist oder spätestens, wenn das zuerst   geschlossene    Ventil sich der Stelle D nähert. 

  Jedes Ventil 17 bleibt für den Rest jeder Umdrehung des Rades offen, so dass nur der kurze Bogen zwischen den Stellen A und D nicht von Trägergas durchströmt wird.



   Die zu trennende Probe oder das zu trennende Gemischmuster wird in bekannter Weise in den Gasstrom eingeschleust, und zwar vor dem Eintritt des Trägergases an   der    Stelle A. Die Drehgeschwindigkeit des Rades in bezug auf die Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases durch das Rohr 13 wird so reguliert, dass die Probe so lange in derselben Winkellage bezüglich der Radnabe gehalten wird, bis die gewünschte Trennung der verschiedenen Komponenten der Probe vollendet ist.



   Das Kontrollieren der Lage der Probe und des Grades der Trennung erfolgt zweckmässigerweise in den Überläufen mit Hilfe der die Unterteilungen 14 über     beäckeaden    Ventile 17. So kann ein Trennungsdetektor bekannter Art (nicht gezeichnet), bestehend aus einem Oszillographen oder Diagrammschreiber für die Trennungsspitzen und -minima, der die Konzentration   dbr    verschiedenen   Komponenten    anzeigt, angeordnet sein,   qim    die Anwesenheit und die Trennung der Probe nachzuweisen, wenn jeweils der Überlauf die Winkellage einnimmt, bei welcher die Probe   gehalten    werden soll, wobei die   Drehgeschlwindigkeit    des Rades   und/oder    die   Strömungsgeschwindigkeit    des Trägergases ver ändert werden kann,

   wenn der Detektor !ein   uner-      wünschtes      Verlagern    der Probe anzeigt, und das Verfahren wird gestoppt, wenn der Detektor einen genügenden Trennungsgrad nachweist.



   Während des   beschriebenen    Verfahrens mit einer Probe werden beide Vorräte an   Wärmejaustausch-    medien, die beispielsweise Wasser sein ,können, auf der gleichen Temperatur gehalten, so dass   die    ganze Fest   phasenkolonne    im Rohr 13 auf   der      gewünschten    Temperatur gehalten wird und die Wirkung der Ventile 22 während der Trennung fast ohne Bedeutung ist.

  Unter gewissen Bedingungen hingegen kann die Temperatur   in din    Rohrabschnitten bei ihrem Vorbeigehen in be   stimmte    Zonen der Umlaufbahn erhöht werden, um nach erfolgter   Trennung    das Herausführen der   ge    trennten   Komponenten      laus    der Kolonne zu unterstützen. Diese   Tempexaturerhöhurlg    wird erreicht durch die wahlweise Betätigung der Ventile 22, wodurch der Austauscher 15 mit   Wärmeanstauschmedien    verschiedener Temperatur gespiesen wird.

  Im allgemeinen   genügt    es, wenn die Drehung des Rades   unterbrochen    wird und der Anschluss 37D an   der      Stelle    D mit einer geeigneten   Auffangeinrichtunqg    verbunden und abgewartet wird, bis das Trägergas die getrennten   Koanponenten    der Reihe nach in diese Auffangrichtung bringt.



   Ein Vorteil dieser   chromatolgraphischen    Trennmethode besteht darin, dass die   verschiedenen    Komponeunten der in die Kolonne   i,njizierten    Gemischprobe vom Adsorptionsmittel im Uhrzeigerdrehsinn und vom Strom des Trägergases im   Gegenuhrzeigefdrehsinn    mitgeführt werden, so dass über eine bestimmte Strecke der Säule eine räumliche Trennung der einzelnen Komponenten erreicht wird.



   Im kontinuierlichen Verfahren wird, wie beim Probe-Verfahren, das Trägergas an der Steile A   einge-    führt und an   !dier      Stelle    D abgesaugt, das zu trennende Gemisch jedoch an der Stelle C zugeführt und die Anschlüsse an den Stellen D und B sind je mit separaten Auffangeinrichtungen für die einzelnen   Gemisches    fraktionen verbunden. Diese   AuSangeinrichtungen    sind so ausgebildet, dass das   Trägergas ausgeschieden    und wieder in   den    Umwälzkreis gebracht werden kann.

  Die Ventile 22   dienen    über   die    rotierende   Dichtungsmuffe    auf einer Seite der Radnabe   als    Verbindung zum Vorrat eines relativ   kalten      Wärmeaustauschmediums    und über die rotierende Dichtungsmuffe auf der   andern    Seite der Nabe als Verbindung zum Vorrat eines relativ heissen   Wärmelaustauschmediums.    Dabei beeinflussen   die    Nockenringe 31 und 32 die Ventile 22   derart,      dass    das heisse Medium der Reihe nach durch jeden Austauscher 15 strömt, wenn sich dieser im Abschnitt zwischen B und A befindet, und dass   au± dor landeren    Strecke der Umlaufbahn kaltes Medium durch diese Austauscher fliesst.



   Die Drehgeschwindigkeit des Rades wird bezüglich der   Durchflussgeschwindigkeit    des Trägergases durch   das    Rohr 13 so eingestellt, dass die eine, schnellere,   Komponentenfraktion    des Gemisches durch das Trägergas   in Gegenuhrzeigerdrehrichtung    von C nach D getragen und vom Material der Festphase nicht genügend weit im Uhrzeigerdrehsinn getragen wird, dass sie durch den Anschluss an   der    Stelle B   heraus treten    könnte,

   während eine   andere,      langsamere,    Komponentenfraktion vom Material der Festphase in   Uhrzeigerdrehrich-    tung von C nach B getragen und vom   Trägergas    nicht genügend weit im   Gegenzeigerdrehsinn    getragen wird, dass sie durch den Anschluss an der Stelle D heraustreten könnte. Die Betätigungsweise der Ventile 17, die den Gasstrom nur in einer einzigen Richtung fliessen lässt, ist dieselbe wie beim Verfahren mit einer Probe.



   Damit der Austritt der   gewünschten    Komponente aus dem Anschluss an der   Stelle    B gewährleistet ist, bewirken die Ventile 22, dass der Viertelkreis   zwischen    B und A als   Abspattzone    wirkt, wobei das Einführen des heissen Mediums in die   Aust uscheraibschnitte    15, während sie diese Strecke durchqueren, Gewähr bietet, dass die adsorbierte Komponente vom Material der Festphase abgetrennt und vom Gas mitgenommen wird, um an der Stelle B auszutreten. Die beiden gewünschten Fraktionen des   ursprünlglichen    Gemisches werden   kon    tinuierlich in den bei B und D   angeschlossenen    Auffangeinrichtungen vom Trägergas getrennt.



   Anstelle   der    Wärmeaustauscher 15 können für das Heizen der Abspaltzone andere Mittel verwendet werden. Beispielsweise könnte durch den Einbau eines leitenden   Stoffes    in die Rohrfüllung in   diesem    Sektor induktive Wärme erzeugt werden.



   Das Heizen der Austauscher könnte ergänzt werden durch das zusätzliche Heizen des Trägergases vor seiner Einführung in die Kolonne. Ebenso könnte das Trägergas bei jedem der   tlberlaufventile    zwischen der   Gaseinlass-    und   der      ausiassstelle    durch   einen    Wärme   austauscher    durchgeschleust werden,   um      die    Temperatur des Gases entsprechend zu regulieren.



   Die Wahl des Materials für die Füllung oder Packung des Rohres 13 erfolgt mit Rücksicht auf die durch die   Vorrichtung    zu   erreichenden    Zwecke. Es wurde jedoch gefunden, dass sich für die Gas-Flüssig   keits-Chromatographle    besonders   Kieselgurpartikel    eignen, die mit einer Flüssigkeit mit selektiven Adsorp   tionseigenschuften    überzogen sind. Eine solche   Fffllung    wurde in der beschriebenen Vorrichtung verwendet, wobei der Raddurchmesser 150 cm und der Innendurchmesser des Rohres etwa 38 mm betrug. Es wurden damit sehr beachtliche Trennleistungen erzielt im Vergleich zu den   bekannten    Apparaten. Für die Gas-Fest   körper-Chromatographie    kann ein Adsorbens, wie z. B.



  aktivierte Kohle oder Aluminiumoxid, als Füllung oder Packung des Rohres benutzt werden.



   Vorteilhafterweise wird die Innenfläche des Rohres 13 wärmeisoliert, oder die Wandung des Rohres besteht aus einem   wärmeisolierenden    Material, um   das    Erhöhen oder   Absenken    der Temperatur in jeder beliebigen Zone   innerhalb    der Trennkolonne zu erleichtern ohne übermässige Wärmeverschwendung an die benachbarten Ko   ionnenabschnitte    oder an den Apparat selbst, und um den   Wärmreverlust    des Apparates an die   umgebende    Atmosphäre zu reduzieren.

 

   Im kontinuierlichen   Verfahren      kann    im weiteren ein zusätzlicher Anschluss 37C' vorgesehen werden, der in der Nähe des Anschlusses, durch welchen das   G    misch injiziert wird, und auf derjenigen Seite, wohin die   langslamere    Fraktion getragen werden soll, angeord  net ist, d. h. also gerade hinter dem Gemischzuführungsanschluss 37C in der Richtung der Bewegung der Kolonne 13.



   Die Funktion dieses zusätzlichen Anschlusses 37C' besteht darin, dass normalerweise ein kleines   Quantum    Trägergas in jedes   Ventil    40 injiziert werden kann, nachdem das Ventil vom Gemisch   dureliflossen    worden ist, so dass es vom Gemisch gesäubert werden kann, bevor es als Auslassventil für die getrennte Komponente verwendet wird. Im weiteren können separate Ventile 39 für den Ein- und Auslass vorgesehen sein, um das Verunreinigen der   austretenden    Fraktionen zu verhindern.



   Im kontinuierlichen Verfahren kann die Vorrichtung ferner mit einem Anschluss 37E zwischen dem für den Auslass   37D der    schnelleren Fraktion und dem für das Zuführen 37A des Trägergases vorgesehenen Anschluss ausgestattet sein. Ein solcher zusätzlicher Anschluss muss so angebracht sein, dass immer ein   ge,    schlossenes Ventil 17 oder andere Mittel vorhanden sind, um das Strömen des Gases in der Kolonne   zwl-    chen diesem Anschluss   und    dem Anschluss 37A für die Trägergaszuführung zu verunmöglichen.



   Dieser zusätzliche Anschluss 37E findet   Verwendung    für das Wiederinjizieren von Teilen eines Gemisches aus Trägergas und schnellerer Fraktion, die bereits aus dem Anschluss; für die schnelle Fraktion   lausgetreten    sind, oder zum Injizieren irgendeines anderen   Gee    misches, das relativ reich an einer Fraktion ist, um sie anzureichern.



   Die gleichmässige Verteilung des zu trennenden Ge misches oder des Trägers über den Querschnitt der Kolonne 13 kann verbessert werden durch   bas    Anbringen von Verteilern (Fig. 2) in Form von mit Löchern versehenen Röhrchen 40', die mit den   Venti'len    in Verbindung stehen, was noch dadurch erleichtert wird, dass die Füllung 16 bezüglich der sie umschliessenden Wandung stationär ist.



   Zweckmässigerweise werden Mittel 42 vorgesehen für das Schmieren der an der Aussenseite des Rohres 13 angeordneten   Ventilsteuerorgane    39.   Zu    diesem Zweck dient das Element   gemäss    Fig. 3 bestehend aus einem Fettnippel 43, der eingespritztes Fett in den Raum zwischen den beiden parallelen   0-Ringen    44 und 45, durch welchen die Ventile nacheinander hindurchgehen, abgibt.



   Es ist möglich, mehrere Trennkolonnen auf einer einzigen Achse anzuordnen und diese Kombination für die Trennung der Komponenten von   Komplex-    gemischen zu verwenden. Die   Kombination    von Kolonnen auf einer einzigen Achse   kannzauch    dazu dienen, die absolute   Länlge    der für die Trennung wirksamen Säule zu vergrössern, ohne ihren Querschnitt zu erweitern.



   Fig. 4 zeigt eine solche Kombination, bei der sechs Räder 112, 212, 312, 412, 512 und 612 auf der gleichen Welle 127 drehbar gelagert sind. Auf ihrem Umfang ist je ein kreisförmiges Rohr 116, 416, 616 angeordnet.



   Die Rohre 116 bis zu 616 sind in Serie miteinander verbunden, wobei Anschlüsse für das Zuführen und Abführen des Trägers angeordnet sind. 137A ist ein Anschluss für das Zuführen von Trägergas, 437C ein Anschluss für das Zuführen des Gemisches, das im kontinuierlichen Verfahren in schwerere und leichtere Fraktionen getrennt werden soll. Der Auslassanschluss 137B dient dem Abführen der langsameren Fraktion und einem Teil des Trägergas und der Anschluss 637D dem Abführen des Trägergasrestes und der schnelleren Fraktion.



   PATENTANSPRUCH I
Verfahren zur Trennung der Komponenten eines Gemisches durch Chromatographie mittels eines eine geschlossene, ringförmige Kolonne bildenden Adsorptionsmittels, welches von   eine-m    Träger durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kolonne in einer Drehrichtung bewegt, wobei sie über eine bestimmte Strecke ihrer Umlaufbahn nicht zum Trennen des Gemisches wirksam ist und gleichzeitig für das Durchströmen des Trägers gesperrt wird, so dass die Gesamtheit des Trägers gezwungen wird, in   Gegen-    richtung zur Drehrichtung über den grössten Teil des Ringes durch die Kolonne zu strömen, weicher Teil für die Trennung des Gemisches zur Verfügung steht.



      UNTERANSPRÜCHE   
1. Verfahren nach Patentanspruch I zum Trennen   einer    Probe des Gemisches, dadurch gekennzeichnet, dass die Probe mit dem Träger in die Kolonne oder dass die Probe in den die Kolonne durchströmenden Trägerstrom eingeführt wird und die Umlaufgeschwindigkeit der Kolonne so reguliert wird, dass die eingeführte Probe annähernd in derselben Lage bezüglich der Eintrittsstelle gehalten wird, bis die gewünschte Trennung der Gemischkomponenten vollendet ist, worauf das Ausströmen des Trägers eingeleitet wird.



   2. Verfahren nach Patentanspruch I für die kontinuierliche Trennung, dadurch gekennzeichnet, dass das   tzu    trennende   Gemisch    an einer Steile in die vom Trägerstrom durchströmte Kolonne eingeführt wird, und dass die Umlaufgeschwindigkeit der Kolonne so reguliert wird, dass mindestens die schnellere Komponentenfraktion bezüglich der Eintrittsstelle des Gemisches durch den Trägerstrom nach vorn getragen wird, so dass sie an einer Stelle stromabwärts mit einem Teil des Trägers aus der Kolonne austritt, und mindestens die andere, langsamere   KomponentenfraZktion    durch das Adsorptionsmittel in Ider Richtung gegen die Stromrichtung des Trägers getragen wird, um an einer Stelle stromaufwärts aus der Kolonne auszutreten.



   PATENTANSPRUCH II
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch ein drehbar   tgelagertes    Rad (12) mit über seinem Umfang einen Ring (13) bildenden Rohr zur Aufnahme des Adsorptionsmittels (16), wobei Organe (39, 40, 37A, 37B, 37C, 37C', 37D, 37E) zur Zuführung und Entnahme des Trägers, des Gemisches bzw. der fraktionierten Komponenten zum bzw.

   vom Ring (13) verteilt   -ange-    ordnet sind, ferner durch im Ring (13) angebrachte Unterteilungen (14), die den Ring in   Kreisabschnitte    teilen, deren Grösse kleiner ist als der Abstand zwischen der Zuführungsstelle (37A) und der Entnahmestelle (37D) für den Träger, wobei   benachbarte    Kreisabschnitte durch je ein   Überiaufventil    (17) miteinander verbunden sind, und durch Mittel (20, 21), die diese   Überlnufventile    (17) mindestens teilweise bei ihrem Durchgang zwischen den   ZuXühfungs-    und Entnahmeorganen (37A, 37D) in die Geschlossenstellung steuern, wobei diese Mittel (21) die   Überlaufventile    auf ihrem restlichen   Bewegungsweg    unbeeinflusst, d. h. 

   in der Offenstellung belassen. 

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.



   

Claims (1)

1. **WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **. net ist, d. h. also gerade hinter dem Gemischzuführungsanschluss 37C in der Richtung der Bewegung der Kolonne 13.

   Die Funktion dieses zusätzlichen Anschlusses 37C' besteht darin, dass normalerweise ein kleines Quantum Trägergas in jedes Ventil 40 injiziert werden kann, nachdem das Ventil vom Gemisch dureliflossen worden ist, so dass es vom Gemisch gesäubert werden kann, bevor es als Auslassventil für die getrennte Komponente verwendet wird. Im weiteren können separate Ventile 39 für den Ein- und Auslass vorgesehen sein, um das Verunreinigen der austretenden Fraktionen zu verhindern.

   Im kontinuierlichen Verfahren kann die Vorrichtung ferner mit einem Anschluss 37E zwischen dem für den Auslass 37D der schnelleren Fraktion und dem für das Zuführen 37A des Trägergases vorgesehenen Anschluss ausgestattet sein. Ein solcher zusätzlicher Anschluss muss so angebracht sein, dass immer ein ge, schlossenes Ventil 17 oder andere Mittel vorhanden sind, um das Strömen des Gases in der Kolonne zwl- chen diesem Anschluss und dem Anschluss 37A für die Trägergaszuführung zu verunmöglichen.

   Dieser zusätzliche Anschluss 37E findet Verwendung für das Wiederinjizieren von Teilen eines Gemisches aus Trägergas und schnellerer Fraktion, die bereits aus dem Anschluss; für die schnelle Fraktion lausgetreten sind, oder zum Injizieren irgendeines anderen Gee misches, das relativ reich an einer Fraktion ist, um sie anzureichern.

   Die gleichmässige Verteilung des zu trennenden Ge misches oder des Trägers über den Querschnitt der Kolonne 13 kann verbessert werden durch bas Anbringen von Verteilern (Fig. 2) in Form von mit Löchern versehenen Röhrchen 40', die mit den Venti'len in Verbindung stehen, was noch dadurch erleichtert wird, dass die Füllung 16 bezüglich der sie umschliessenden Wandung stationär ist.

   Zweckmässigerweise werden Mittel 42 vorgesehen für das Schmieren der an der Aussenseite des Rohres 13 angeordneten Ventilsteuerorgane 39. Zu diesem Zweck dient das Element gemäss Fig. 3 bestehend aus einem Fettnippel 43, der eingespritztes Fett in den Raum zwischen den beiden parallelen 0-Ringen 44 und 45, durch welchen die Ventile nacheinander hindurchgehen, abgibt.

   Es ist möglich, mehrere Trennkolonnen auf einer einzigen Achse anzuordnen und diese Kombination für die Trennung der Komponenten von Komplex- gemischen zu verwenden. Die Kombination von Kolonnen auf einer einzigen Achse kannzauch dazu dienen, die absolute Länlge der für die Trennung wirksamen Säule zu vergrössern, ohne ihren Querschnitt zu erweitern.

   Fig. 4 zeigt eine solche Kombination, bei der sechs Räder 112, 212, 312, 412, 512 und 612 auf der gleichen Welle 127 drehbar gelagert sind. Auf ihrem Umfang ist je ein kreisförmiges Rohr 116, 416, 616 angeordnet.

   Die Rohre 116 bis zu 616 sind in Serie miteinander verbunden, wobei Anschlüsse für das Zuführen und Abführen des Trägers angeordnet sind. 137A ist ein Anschluss für das Zuführen von Trägergas, 437C ein Anschluss für das Zuführen des Gemisches, das im kontinuierlichen Verfahren in schwerere und leichtere Fraktionen getrennt werden soll. Der Auslassanschluss 137B dient dem Abführen der langsameren Fraktion und einem Teil des Trägergas und der Anschluss 637D dem Abführen des Trägergasrestes und der schnelleren Fraktion.

   PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Trennung der Komponenten eines Gemisches durch Chromatographie mittels eines eine geschlossene, ringförmige Kolonne bildenden Adsorptionsmittels, welches von eine-m Träger durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kolonne in einer Drehrichtung bewegt, wobei sie über eine bestimmte Strecke ihrer Umlaufbahn nicht zum Trennen des Gemisches wirksam ist und gleichzeitig für das Durchströmen des Trägers gesperrt wird, so dass die Gesamtheit des Trägers gezwungen wird, in Gegen- richtung zur Drehrichtung über den grössten Teil des Ringes durch die Kolonne zu strömen, weicher Teil für die Trennung des Gemisches zur Verfügung steht.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I zum Trennen einer Probe des Gemisches, dadurch gekennzeichnet, dass die Probe mit dem Träger in die Kolonne oder dass die Probe in den die Kolonne durchströmenden Trägerstrom eingeführt wird und die Umlaufgeschwindigkeit der Kolonne so reguliert wird, dass die eingeführte Probe annähernd in derselben Lage bezüglich der Eintrittsstelle gehalten wird, bis die gewünschte Trennung der Gemischkomponenten vollendet ist, worauf das Ausströmen des Trägers eingeleitet wird.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I für die kontinuierliche Trennung, dadurch gekennzeichnet, dass das tzu trennende Gemisch an einer Steile in die vom Trägerstrom durchströmte Kolonne eingeführt wird, und dass die Umlaufgeschwindigkeit der Kolonne so reguliert wird, dass mindestens die schnellere Komponentenfraktion bezüglich der Eintrittsstelle des Gemisches durch den Trägerstrom nach vorn getragen wird, so dass sie an einer Stelle stromabwärts mit einem Teil des Trägers aus der Kolonne austritt, und mindestens die andere, langsamere KomponentenfraZktion durch das Adsorptionsmittel in Ider Richtung gegen die Stromrichtung des Trägers getragen wird, um an einer Stelle stromaufwärts aus der Kolonne auszutreten.

   PATENTANSPRUCH II Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch ein drehbar tgelagertes Rad (12) mit über seinem Umfang einen Ring (13) bildenden Rohr zur Aufnahme des Adsorptionsmittels (16), wobei Organe (39, 40, 37A, 37B, 37C, 37C', 37D, 37E) zur Zuführung und Entnahme des Trägers, des Gemisches bzw. der fraktionierten Komponenten zum bzw.

   vom Ring (13) verteilt -ange- ordnet sind, ferner durch im Ring (13) angebrachte Unterteilungen (14), die den Ring in Kreisabschnitte teilen, deren Grösse kleiner ist als der Abstand zwischen der Zuführungsstelle (37A) und der Entnahmestelle (37D) für den Träger, wobei benachbarte Kreisabschnitte durch je ein Überiaufventil (17) miteinander verbunden sind, und durch Mittel (20, 21), die diese Überlnufventile (17) mindestens teilweise bei ihrem Durchgang zwischen den ZuXühfungs- und Entnahmeorganen (37A, 37D) in die Geschlossenstellung steuern, wobei diese Mittel (21) die Überlaufventile auf ihrem restlichen Bewegungsweg unbeeinflusst, d. h. in der Offenstellung belassen.

   UNTERANSPOCIIE

   3. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführungs und Entna3zme- organe des Ringes (13) aus ortsfesten Anschlüssen (37A, 37B, 37C, 37C', 37D und 37E) und einer Reihe von Ventilöffnungen (40) bestehen, die in kurzen Abständen auf einer Mantellinie des Ringes (13) angeordnet sind, wobei die dazugehörigen Ventile je ein Steuerorgan (39) aufweisen, die bei der Drehung des Ringes (13) wider Reihe nach von einem Daumen (38) betätigt werden, der mit je einem der Anschlüsse (37) zusammenwirkt.

   4. Vorrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass jede Ventilöffnung (40) mit einem Verteiler in Form eines perforierten, in den Ring (13) reichenden Röhrchens (40') versehen ist und mit dem damit zusammenwirkenden Ventil in Verbindung steht.

   5. Vorrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass ein erster Anschluss (37A) dem Zu- führen des Trägers, ein zweiter Anschluss (37B) der kontinuierlichen Entnahme der langsameren Fraktion des zu trennenden Gemisches zusammen mit einem Teilquantum Ides Trägers, ein dritter Anschluss (37C) dem kontinuierlichen Zuführen des Gemisches, das min- destens in eine schnellere und mindestens eine tlang- samere Fraktion getrennt werden soll, und ein vierter Anschluss (37D) der Entnahme des Restes des Trägers mit der schnelleren Fraktion des Gemisches dient, ferner dass die Mittel (20,

   21) zur Betätigung der die Unterteilungen (14) im Ring (13) überbrückenden Überlaufventile (17) so ausgebildet sind, dass sie die Ventile (17) beim Passieren der Unterteilungen (14) zwischen dem ersten Anschluss (37A) und dem vierten Anschluss (37D) schliessen.

   6. Vorrichtung nach Unteranspruch 5, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Anschluss (37C'), der in der Nähe des dritten Anschlusses (37C), durch welchen das Gemisch injiziert wird, und auf derjenigen Seite, wohin die langsamere Fraktion getragen wird, angeordnet ist, welcher Anschluss (37C') dazu dient, ein kleines Quantum des Trägers durch jede der Ventil öffnungen (40) in das Rohr (13) einzuführen.

   7. Vorrichtung nach Unteranspruch 6, gekennzeich- net durch einen Anschluss (37E) zwischen dem vierten Anschluss (37D), der der Entnahme der schnelleren Fraktion dient, und dem ersten Anschluss (37A) für die Zuführung des Trägers, welcher Anschluss (37E) so angeordnet ist, dass immer eine Unterteilung (14) mit einem geschlossenen therlaufventil (17) zwischen diesem zusätzlichen Anschluss (37E) und dem ersten Anschluss (37A) für die Zuführung des Trägers liegt.

   8. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Überlaufventil (17) ein Steuerorgan (20) besitzt, ferner dass eine ortsfeste Steuerkurve (21) angeordnet ist, die zufolge der Dreh bewegung des Rades (12) über das Steuerorgan (20) das Ventil schliesst.

   9. Vorrichtung nach Unteranspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, dass mindestens ein Überlaufventil (17) mit einem Trenndetektor verbunden ist, der den durch das Ventil fliessenden Strom kontrolliert.

   10. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass jeder von zwei Unterteilungen (14) gebildete Kreisabschnitt des Ringes (13) einen Wärmeaustauscher (15) enthält, wobei ein System von Ventilen (22) vorgesehen ist für die abwechselnde Umwälzung von Wärmeaustauschmedien mit unterschiedlichen Temperaturen auf bestimmten Strecken der Umlaufbahn des Ringes.

   11. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche des Ringes (13) wärmeisoliert ist.