JPH1157302A - 混合物構成成分を分離する系の運転を最適化する方法 - Google Patents
混合物構成成分を分離する系の運転を最適化する方法Info
- Publication number
- JPH1157302A JPH1157302A JP10173341A JP17334198A JPH1157302A JP H1157302 A JPH1157302 A JP H1157302A JP 10173341 A JP10173341 A JP 10173341A JP 17334198 A JP17334198 A JP 17334198A JP H1157302 A JPH1157302 A JP H1157302A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zone
- component
- concentration
- flow rate
- loop
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
- B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
- B01D15/10—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features
- B01D15/18—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to flow patterns
- B01D15/1814—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to flow patterns recycling of the fraction to be distributed
- B01D15/1821—Simulated moving beds
- B01D15/1828—Simulated moving beds characterized by process features
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2215/00—Separating processes involving the treatment of liquids with adsorbents
- B01D2215/02—Separating processes involving the treatment of liquids with adsorbents with moving adsorbents
- B01D2215/023—Simulated moving beds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
Abstract
構成成分を分離するための、例えば4つの、流体の注入
点と抜出し点と(F、El、Ex、R)によって画定され
る帯域(Z)に分割された、吸着剤固体相を含む相互に
直列に連結されたいくつかの層よりなる擬似移動層(L
MS)型の分離ループの運転を最適化させる方法を提供
する。 【解決手段】 原料(F)の各構成成分の濃度(C)と
が既知であるときに、等価の実移動層(LMV)の各内
部流量から、擬似移動層(LMS)の各運転変数(内部
液体および固体の流れ、入れ替え周期等)に与えられる
べき初期値を選ぶことによって上記最適化を達成する。
Description
るための擬似移動層の運転を最適化する方法に関し、特
に、種々の成分を分離するための擬似移動層プロセスに
おいて到達されるべき操作点の極めて近くに、最適の初
期値設定点を直接決定する方法に関する。
光学的異性体を分離するのに適用される。
のいくつかの成分の中から少なくとも1つの成分を選択
的に吸着させることに基づく多くの連続的分離方法が存
在し、中でも擬似向流クロマトグラフィープロセスとし
て知られている諸プロセスにおいては液体、ガスまたは
超臨界混合物の存在のもとに、ある種の多孔質固体がそ
の混合物の種々の構成成分を多かれ少なかれ強く引き止
める性質が利用される。
画の方法はほとんどの場合、n個(一般に4≦n≦2
4)の1組のクロマトグラフィーカラムまたはカラム部
分が開放の、または閉じたループを形成して直列に互い
に連結されている装置の中で実施される。所定の粒度
の、異なったいくつかの層に分配されている多孔質固体
がその固定相を構成する。
とを含むその分離されるべき混合物のためのいくつかの
注入点およびいくつかの流体抽出点がこのループに沿っ
て配置されていて、非常に多くの場合にI、II、IIIおよ
びIVの4つの帯域を画定しており、そしてその分離され
るべき成分は主としてその抽出物(Ex)の中か、また
はラフィネート(R)の中から得られる。同じ液体流が
ある帯域のすべてのカラムまたはカラム部分を通って流
れる。
流量を差し引いたものに等しい。これらの制御される流
量に加えて、再循環流量が存在する。
ているプロセスにおいてはその分離ループの中で定常的
な濃度プロフィルが形成され、その際原料(F)と溶離
剤(El)との各注入点、および抽出物(Ex)とラフィ
ネート(R)との各抜出し点の位置は一定のままに留ま
る。吸着剤固体およびその液体は向流で循環する。とも
にそのループの中に(その液体の中およびその固体の中
に存在するただ1つの化学種が溶離用キャリヤ流体であ
るような、帯域IとIVとの連結部に)配置されている固
体担持系と再循環ポンプPとがそれぞれ、その固体を底
部から頂部まで、また逆にその液体を頂部から底部まで
運ぶのを可能にする。
ロセスは実移動層プロセスに固有の主な困難を除くこと
を可能にするが、これはその固体相を摩滅を起こすこと
なく、そして固定層のそれよりもその層の孔隙率を著し
く高めることなく正しく循環させることよりなる。その
変位をシミュレートするためにその固体は直列に配置さ
れたある数(n個)の固定層の中に置かれ、そしてある開
放された、または閉じたループをめぐって注入点または
抜出し点を移動させることにより実質的に均一な速度で
変位するのがその濃度プロフィルである。
び抜出し点のシフトは回転弁によって行なわれるか、ま
たはより簡単には1組の適切に制御されたオンオフ弁に
よって行なわれる。このそれぞれの周期で行なわれるあ
る与えられた方向の種々の流入流出液流の循環的シフト
は逆方向への固体吸着剤の変位をシミュレートすること
に等しい。
である。出口流量は抽出物流量およびラフィネート流量
である。これらの流れ(ラフィネート、溶離剤および抽
出物)の少なくとも1つは圧力制御のもとに抜出される
か、または注入される。ラフィネート流量は入口流量の
合計から抽出物流量を差し引いたものに等しい。これら
の制御された各流量に加えて、制御された再循環流量が
存在する。そのようにして、(例えば)図5に示すプロ
セスの場合、各層を巡るこれら4つの流れのそれぞれの
相対的位置が4つの明確な帯域を決定している。
フィープロセスは、例えば米国特許2,985,589 または
同 4,402,832 に記述されている。
82 はいくつかの成分の混合物を分離するための擬似移
動層系を制御する方法を記述しているが、これは2ルー
プの相互に連結された多重層カラムを含み、その際ある
成分の純度またはその収率、あるいはその両者の組み合
わせのような、少なくとも1つの特性値が制御される。
らパラメータを決定することは困難である、というのは
そのプロセスには多くの変数が含まれているからであ
る。ある与えられた静止相と溶離剤、精製されるべき混
合物の組成および抜出されるべきいくつかの固定的成分
に対しては下記の値を計算しなければならない。
J.of Chromatography,A702, 97 (1995)にいくつ
かの分離系の種々の特性値を計算する方法を記述してい
る。
の流量は経験的に得ることができるけれども、最適の解
は5次元的空間(4つの液体流、および実移動層の場合
における固体流か、または擬似移動層の場合における入
れ替え周期T)のある限定された帯域の中に存在し、ほ
とんどの場合、最適点に到達するまで相当な時間がかか
り、しかも、その確証は得られない。
MS)分離系を制御し、または設計するための最適の条
件を見出すためには、吸着現象、物質移動および多孔質
固体相を通る流体の諸性質を考慮してその分離プロセス
に代表的なモデルを見出し、そして難解な経験的手法を
シミュレーションに置き換えるのが好ましい。しかしな
がらこのシミュレーションによる解決手段をとった場合
も、もしそれが適切に実施されない場合には同様に難解
となり得る。これを有利に実施するため、および操作を
安定化させるのに必要な試行錯誤サイクルの数を減少さ
せるためには、よく狙いを定めた初期点から出発するの
が好ましい。
る吸着等温式を決定することはそのモデルの形成のため
の必須段階の1つである。単一成分系に対しては、吸着
される相の中の濃度
て、および与えられた温度において求められる。この関
係がある広い濃度範囲内で線形であることができる場合
でも、これは一般には非線形である。多成分系の場合
は、限定された数で存在するその吸着部位への接近の競
合が平衡等温式の非線形性に加わる。その場合にある成
分iの吸着された相の濃度
がって各成分について
れる変数についての種々の初期値設定の可能性が、生成
する吸着等温式の型に従って文献に提案されている。よ
く知られたいくつかの例では、これらは線形等温式であ
るか、または Langmuir 型の競合等温式である。け
れどもこれら公知の場合のいずれも満足な解を与えてい
ない。最も現実的なものは Langmuir 型競合等温式
である。しかし、それらは組成に無関係な選択性を与え
るのに対し、実際においては選択性は濃度と共に変化す
ることが観測されている。したがって実移動層(LM
V)および擬似移動層(LMS)型の分離装置の初期値
設定についてのより現実的な吸着効果を記述する等温式
を用いることが望まれている。
めようとする分離結果(各流量、濃度、純度、いずれか
の等温式)を考慮して、ある吸着材固体相を含む混合物
の各成分を分離するための、流体の注入点および抜出し
点によって画定されるいくつかの帯域を含む(閉じた、
または開放の)ループを含む擬似移動層(LMS)系の
最適操作点の極めて近傍に、そのループに注入される原
料の流量およびこの原料の種々の成分の各濃度が既知で
あるときに、それら流体流量に与えられるべき初期値
を、等価の実移動層(LMV)ループに相当する各流量
から選ぶことによって直接決定することを可能にする。
学的吸着モデルを用い、 b)その等価ループに沿ってそれら各構成成分の濃度に
おける圧縮性前面(compressive front)および分散性前
面(Dispersive front)を位置決めし、 c)これらの前面(front)の伝播速度を各物質収支に基
づいて決定し、そして d)各キー成分の上記伝播速度をそのループの各特定点
においてゼロに等しいと置くことにより決定すること、
および ・この最初の操作点に対応するその擬似移動層(LM
S)ループの対応する各流量を決定することを特徴とす
る。
の固体相が成分Aよりも成分Bをよりよく吸着する混合
物の分離に適用され、その際そのループが帯域I、帯域I
Iおよび帯域IIIの少なくとも3つの帯域に分けられてお
り、そして液体注入点が帯域Iの入口に、抽出物抜出し
点が帯域Iと帯域IIとの間に、混合物の含まれた原料
(F)を注入するための注入点が帯域IIと帯域IIIとの
間に、そしてラフィネート抜出し点が帯域IIIの出口に
存在している具体例の1つによれば、原料の各濃度およ
び各吸着等温式が既知であるときに、その等価ループの
操作点を下記の各段階、すなわち 1)帯域Iにおける流量を、成分Bの上記伝播速度をゼ
ロと置くことにより決定し、 2)帯域IIにおける流量および抽出物中の成分Bの濃度
を帯域IIの中での成分Bの濃度の評価およびその特性式
の解から決定し、 3)帯域IIIにおける成分AおよびBのそれぞれの濃度
を下記、すなわち a)上記それぞれの濃度の初期値設定をすること、 b)圧縮性前面の伝播速度に関連させて帯域IIIにおけ
る流量を決定すること、および c)成分Bについての物質収支を照合することを含む反
復操作により決定し、 4)帯域IIIの入口において各成分AおよびBのそれぞ
れの濃度を、成分Bについての全体的物質収支を満足さ
せるために同じ特性値の維持のもとに変化させ、 5)帯域IIIにおける成分Aの濃度を決定し、そして 6)上記段階2)ないし5)を成分Aの物質収支が確認
されるまで繰り返し行なう上記1)から6)の各段階を
実施することにより決定する。
つの帯域を含み、そして帯域IVと帯域Iとの間に流体注
入点を、帯域Iと帯域IIとの間に抽出物抜出し点を、帯
域IIと帯域IIIとの間に、混合物の含まれた原料のため
の注入点と、および帯域IIIと帯域IVとの間にラフィネ
ート抜出し点とを有し、そしてその原料の各濃度と吸着
等温式とが既知であるようなループに適用される具体例
の変形態様の1つによれば、その等価ループの操作点は
各圧縮性前面の伝播速度に関連させて上記の各段階1)
ないし6)を、帯域IVにおける流量の決定を追加的に含
む段階5)とともに実施することによって決定される。
じて、抽出物の中のある純粋成分またはラフィネートの
中のある純粋成分を得るか、または抽出部の中またはラ
フィネートの中のある定められた中間純度を得るため
に、各成分の変位速度をゼロとおくことによって主とし
て得られる。
レートは好ましい型の等温式(例えばよく知られた B
runauer 分類からのI型等温式)を用いることによって
決定される。
面と分散性前面とを位置決めするために好ましくない型
の等温式(例えば上記と同じ分類におけるIII型の)を
用いて逆アルゴリズムが適用される。
よび利点は貼付の図面を参照して以下にあげる記述から
明らかとなるであろう。
進するために、当業者によく知られた本発明に従う特別
な方法を実施するのに用いられる分離ループのモデル化
に関連するいくつかの観念を最初にあげる。この説明に
おいて用いた溶離剤が実際上吸着されないという条件を
前提とする。I. 固定層単一成分または2成分分離系 吸着等温式は平衡に達しているときの一定の温度および
圧力におけるCAを
る:
ない理想的なカラムを考える。このような系においては
物質収支は結局下記の等式のようになる。:
り、そしてεeはその層の外部孔隙率である。一定の境
界条件および均等な初期条件についてはこの型の式はそ
の解が速度の次元を有する単一のパラメータσ: σ=z/t (4) (ただしzはそのカラムの軸に沿う横軸である)に依存
する「Rieman の問題」として知られているものであ
る。
濃度が一定のとき
度がある速度σで次のように動く:
圧縮性または分散性と呼ばれる。
は、関係式(5)は各成分の伝播速度を計算することを
可能にする。ある与えられた濃度がそのときにそのカラ
ムの出口のところに現れ
まない)にある、ある分離ループに一定濃度
濃度はゼロから最終的には
る: 1) CAが上昇するときに f(CA)が上昇する:好ま
しくない等温式。
についても
して図1にあげられている。
によって与えられるものであって、いかなる流体力学的
分散、あるいは物質移動の限定によっても与えられるも
のではない。図1に示されているこの前面は無限大の効
率のカラムを用いて得られるであろう前面である。実際
のカラムを用いた場合にはこの前面はより小さくなるこ
とはなく、単により強く分散されるだけである。 2) CAが上昇するときに f(CA)が減少する:Bru
nauer の類別におけるI型の好ましい等温式。
2)。この受容できない結果はこのような事情のもとで
の衝撃の発現によるものであり、そして結果として解は
導くことができない。実際に、すべての濃度は同じ速度
で動く。衝撃は全体的な物質収支によって単純に決定さ
れるときに起こる。
生されるような再生の場合を考えるならば、状況1圧縮
性前面が得られ、そして状況2において分散性前面が得
られる。
むときは、2つの吸着等温式を定義しなければならな
い:
ときはその物質収支は次のように書くことができる。
つの型の状況が現れることを示すことができ、すなわち
一方は明らかに、
度が変化し、そしてσが次のような重要特性式を満足し
なければならない:
+およびσ-を有し、これらは各前面の伝播速度を与え
る。
る。
数であるのでそれらは明らかに関連する。それらを結び
つける関係は系の2つの式(9)の一方を可能なθの値
で置き換えたときに得られ、これは
代数式である。それら2つの平方根dCB/dCAの積分は
面(CA,CB)の中の2つの線をプロットすることを可
能にする。この、2成分系についてのクロマトグラムの
表示はホドグラフと呼ばれ、その際各独立変数(時間お
よび空間)と各従属変数(CA,CB)とのそれぞれの役割
は単純に入れ替えられる。図3の図式的なホドグラフの
例において文字IおよびFはそれぞれ、最初の組成と原
料の組成とを表わす。IとFとの間の2つの可能な経路
が存在し、平坦部(一定濃度)に対応する好適な経路お
よび組成はそのプロセスの展開の方向(吸着または脱
着)に依存する。
に、そのクロマトグラムは時間軸の上に載せなければな
らない。そのために、各前面の性質を明確にしなければ
ならない。σがある経路に沿って減少するか、増加する
かに応じて、その前面は分散性か、圧縮性のいずれかに
なる。後者の場合には式(11)はそれぞれの成分Aま
たはBに適用された
路(I−PまたはP−F)に沿う2つの状態の間の差を
表わす。II.向流単一成分または2成分分離系 通常の4帯域分離系の場合を検討する前に、液体相と固
体相とが、それを通過する単一帯域(図4)を含む系の
場合を考えよう。固体相の中の濃度と平衡にある液体相
の中の生成物濃度は
向流系はある定常状態で運転することができる。軸方向
の分散と機械的な諸限定とを無視した平衡理論は可能な
定常状態のそれぞれの主特性値を導き出すのを容易に可
能にする。この平衡モデルによれば、単一溶質について
の物質収支は次のように書かれる:
す。固定層系に関連して前に述べたように、この式が
σ=z/t のパラメータにのみ依存することおよびそ
の問題が2つの可能な解をもち、それは、系内で濃度が
均一である
のいずれかによることを同様に示すことができる。
ら前面の伝播速度は濃度に依存する。σがプラスである
か、マイナスであるかまたはゼロであるかに従ってその
前面はカラムの頂部へ向かうか(図4)、カラムの底部
へ向かうか、あるいは安定化されることができる: σ>0 上昇前面 σ<0 下降前面 (19) σ=0 安定化前面 固定層クロマトグラフィーの系におけると同様に、圧縮
性の、または分散性の前面をその吸着等温式の形に従っ
て得ることができる。その分離系が平衡状態にある場合
のみを対象とする場合には、内部プロフィルに与えら
れ、そしてその初期濃度プロフィルには与えられないよ
うな境界条件を考えなければならない。吸着等温式の勾
配が単調性の変化を示す場合は、固定層について導き出
された理論と同様に、それら前面が伝播速度の濃度によ
る変化に従ってそれら前面は圧縮性となるか、または分
散性となることを確定することができる。
定層による場合がそうであるように、その前面の伝播速
度を与える表現を用いることはその系内における不連続
ないくつかの前面の出現によって起こる非現実的な挙動
をもたらし、局部的な物質収支の連続的な組織化を阻害
する。このような場合には圧縮性前面の伝播速度は下記
式で表わされる:
濃度との差を表わす。
9)に従って濃度に依存し、そしてある与えられた濃度
に対応できる伝播速度ゼロの場合があるのでより複雑で
ある。速度がゼロの前面の場合を考えるならば、式(1
9)に従ってその濃度は次の関係、すなわち
について平方根は存在しても、または存在しなくてもよ
く、そしてこの平方根は、それぞれそのカラムの底部お
よび頂部における濃度
もし吸着等温式が、好ましくは、濃度の上昇したときに
その勾配が低下するI型の法則に従うと仮定するなら
ば、問題の可能な解は次のように分類することができ
る:・平方根
っても各前面はその伝播速度の符号により示されるのと
同じ方向へ動く。・平方根
似の理論的パターンを用いることができる。各成分また
は化学種について物質収支は次のように書くことができ
る:
パラメータにのみ依存し、そして2つの型の解を可能に
することを示すことができる。すなわち、各濃度が一定
であるか、またはそれらが、
合。
関連において
はカラムの頂部へ向かい、または下方へ向かって動き、
あるいは安定化することができる。平方根θはしばしば
全体的導関数(global derivatives;Dで表わす)とし
て表わされる:
固定層系または向流系における単一成分または2成分系
の挙動を一般的にモデル化する、当業者によく知られた
種々の式を用いて説明したが、以下において本発明の方
法を制限的でない例によって4帯域分離系に適用した場
合を記述する。III.4帯域分離系 この場合はその分離されるべき原料は2つの成分Aおよ
びBを含む。成分Bがその固体相によってより容易に保
持される場合にはAはラフィネート出口に、そしてBは
抽出物出口に出てくることが予想できる。この型の挙動
を得るために特定の拘束を種々の帯域に与える必要があ
る。帯域I :成分AおよびBはこれらがその固体相とともに
帯域Iから帯域IVへ再循環されるのを防ぐように上向き
(帯域IIへ向かう方向へ)に移動させる必要がある。B
は固体相によってAよりもより容易に保持されるので、
この拘束をBについて満足させるのはより困難である。
したがって帯域Iの中での液体の流れは成分Bの濃度前
面を上昇するように強制するのに充分でなければならな
い。帯域II :成分Aは、成分Bを純粋に回収できるように帯
域IIIの方向へ変位させる必要がある。帯域III :成分Bは成分Aを純粋な形で回収するために
帯域IIの方向へ変位させる必要がある。帯域IV :液体の流量は成分AおよびBが液体相と一緒に
帯域IVから帯域Iへ再循環されるのを防ぐように、それ
らが下降する(帯域IIIへ向かって)のを強制するのに
充分に低くなければならない。この制限がAについて満
足され得るならば、Bについてもあてはまる、というこ
とが注目される。
成するのを可能にするような各流量を計算することが問
題となる。前の記述より見られるように、平衡モデルに
よればある帯域の中の内部濃度プロフィルは、その前面
が圧縮性であるか、または分散性であるかにかかわらず
常に平坦である。したがってこのモデルによれば、それ
ぞれの化学種はそれぞれの帯域当り単一の液体濃度によ
って特徴付けられる。
Bの濃度は
パターンとなる必要がある。
は帯域IおよびII(脱着)において分散性であり、そし
て帯域IIIおよびIV(吸着)において圧縮性であって、
伝播速度は式(20)または(24)により与えられ
る。したがって
れ、その際それら種々の帯域において満足されるべき拘
束は次のように表わされる。帯域I :Bは組成(0,0)について上向きに押しあげ
られ、したがって次の通り。
着等温式)をもたらす流量の決定を可能にする一般的な
系である。IV.最適初期点を決定する一般的な方法、2成分分離の
ための定量的解法 2成分分離に至るそれぞれの流量を推算するためには解
決されるべき基本的系、系(27)を解決し、すなわち
それらの不等式を満足させなければならないことがわか
ったが、それゆえに下記の系を照合する必要がある:
かる。
ための物質収支は既に書かれている。他の全体にわたる
物質収支も考慮しなければならない。
量、ラフィネートの中のAの濃度および抽出物の中のB
の濃度をそれぞれ、
る:
でのプレートの組成を帯域IおよびIIについての質量保
存式を書くことによって互いに関係付けることができ
る:
を満足させなければならないことから、関連付けられ
る。各濃度の変位速度
次のように書かれる:
ぞれの段階が図7のフローチャートにあげられている。
ープの各運転パラメータが決定されているならば、次に
擬似移動層(LMS)の実ループの初期値設定点の対応
する各パラメータが決定され、その運転は当業者によく
知られており、そしてこれには特別な説明は不必要であ
ろう。
デルとを用いて得られた結果の近似を示す。
の際Bが両者の中でより強く保持されるような混合物の
完全分離を試みる。各成分のその固体相との相互作用は
下記の吸着等温式、すなわち
の成分の50/50容量比の混合物である。
層も運転パラメータを見出すために、流量を、まず本発
明による方法によりもっぱらその熱力学的吸着データを
用いたモデルにより、抽出物およびラフィネートの純度
を100%とすることにより実移動層(LMV)につい
て算出する。この実移動層LMVの計算された各流量は
下記表1の通りである。 (表1)
って実移動層LMVについて得られた上記結果を、擬似
移動層LMSに移転させるが、これは下記表2の流量を
与える: (表2)
理論段数300を有する擬似移動層について行なった計
算は、前の流量において抽出物の中の99.1%の純度
およびラフィネート中99.3%の純度を与える。必要
の場合はこれらの純度は各流量をわずかに補正すること
によって上昇させることができ、例えば抽出物およびラ
フィネートについてそれぞれ99.6%および99.8
%が下記表3の運転パラメーターとともに得られる。 (表3)
度で回収され、そして抽出物が100%に近い純度で回
収されることを可能にする分離を、例えば下記の型の等
温式
度での50/50容量比の原料についての計算は実移動
層について下記表4にあげる各流量を与える: (表4)
転は下記の表5にあげる結果を与える: (表5)
300を有する10個のカラムよりなる実LMSへ適用
した場合に抽出物について98%の純度、そしてラフィ
ネートについて81%の純度を得ることを可能にする。
流量をわずかに補正した後で、抽出物およびラフィネー
トについてそれぞれ99.6%および81%の純度が最
終的に得られる。その擬似移動層の最終的な各流量は下
記表6にあげる通りである。 (表6)
全モデルにより得られたそれらと非常に近いのを見るこ
とができる。
適点は向流分離型においては、よく知られているよう
に、平衡が少ない段数で得ることができるために、到達
されるべき操作点に実際に非常に近い実分離系の最適の
熱力学的操作点である。
む分離ループについて記述したが、これが異なった数の
帯域を含むループにも適用できることは明らかである。
ある。
度
る。
(CA、CB)およびクロマトグラムC(t)の構造であ
る。
るべき2成分AおよびBの濃度のプロフィルを示すもの
である。
る。
Claims (7)
- 【請求項1】 混合物の構成成分を分離するための、流
体の注入点と抜出し点とによって画定されるいくつかの
帯域(Z)を含むループの含まれた、吸着剤固体相を含
む擬似移動層(LMS)系で、該ループの中に注入され
る原料(F)の流量と、この原料(F)の種々の構成成
分の濃度(C)とが既知であるときに、該擬似移動層と
等価の実移動層(LMV)ループの対応する各流量か
ら、各流体流量に与えられるべき初期値を選ぶことによ
って、該擬似移動層における最適操作点の極めて近くに
初期操作点を直接与える方法において、 1)この等価ループの各流量を下記により、すなわち a)その吸着等温式のそれぞれ特有の形による限定を受
けない熱力学的吸着モデルを用い、 b)その等価ループに沿ってそれら各構成成分の濃度に
おける圧縮性前面(compressive front)および分散性前
面(Dispersive front)を位置決めし、 c)これらの前面(front)の伝播速度を各物質収支に基
づいて決定し、そして d)各キー成分の上記伝播速度をそのループの各特定点
においてゼロに等しいと置くことにより求め、そして 2)この最初の操作点に対応するその擬似移動層(LM
S)ループの対応する各流量を決定することを特徴とす
る、上記方法。 - 【請求項2】 少なくとも2つの成分AとBとを含ん
で、その固体相が成分Aよりも成分Bをよりよく吸着す
る混合物の分離に適用され、その際、そのループが帯域
I、帯域IIおよび帯域IIIの少なくとも3つの帯域に分け
られており、そして液体注入点が帯域Iの入口に、抽出
物抜出し点が帯域Iと帯域IIとの間に、混合物の含まれ
た原料(F)を注入するための注入点が帯域IIと帯域II
Iとの間に、そしてラフィネート抜出し点が帯域IIIの出
口に存在している、請求項1の方法において、原料の各
濃度および各吸着等温式が既知であるときに、その等価
ループの操作点を下記の各段階、すなわち、 1)帯域Iにおける流量を、成分Bの上記伝播速度をゼ
ロと置くことにより決定し、 2)帯域IIにおける流量および抽出物中の成分Bの濃度
を帯域IIの中での成分Bの濃度の評価およびその特性式
の解から決定し、 3)帯域IIIにおける成分AおよびBのそれぞれの濃度
を下記、すなわち a)上記それぞれの濃度の初期値設定をすること b)圧縮性前面の伝播速度に関連させて帯域IIIにおけ
る流量を決定すること、および c)成分Bについての物質収支を照合することを含む反
復操作により決定し、 4)帯域IIIの入口において各成分AおよびBのそれぞ
れの濃度を、成分Bについての全体的物質収支を満足さ
せるために同じ特性値の維持のもとに変化させ 5)帯域IIIにおける成分Aの濃度を決定し、そして 6)上記段階2)ないし5)を成分Aの物質収支が確認
されるまで繰り返し行なう上記1)〜6)の各段階を実
施することにより決定する、請求項1の方法。 - 【請求項3】 少なくとも2つの成分AとBとを含ん
で、その固体相が成分Aよりも成分Bをよりよく吸着す
る混合物の分離に適用され、その際、そのループが帯域
I、帯域II、帯域IIIおよび帯域IVの4つの帯域に分けら
れており、そして液体注入点が帯域IVと帯域Iとの間
に、抽出物抜出し点が帯域Iと帯域IIとの間に、その混
合物の含まれた原料(F)を注入するための注入点が帯
域IIと帯域IIIとの間に、そしてラフィネート抜出し点
が帯域IIIと帯域IVとの間に存在している、請求項1の
方法において、原料の各濃度および各吸着等温式が既知
であるときに、その等価ループの操作点を下記の各段
階、すなわち 1)帯域Iにおける流量を、成分Bの上記伝播速度をゼ
ロと置くことにより決定し、 2)帯域IIにおける流量および抽出物中の成分Bの濃度
を帯域IIの中の成分Bの濃度の評価およびその特性式の
解から決定し、 3)帯域IIIにおける成分AおよびBのそれぞれの濃度
を下記、すなわち a)上記それぞれの濃度の初期値設定をすること、 b)圧縮性前面の伝播速度に関連させて帯域IIIにおけ
る流量を決定すること、および c)成分Bについての物質収支を照合することを含む反
復操作により決定し、 4)帯域IIIの入口において各成分AおよびBのそれぞ
れの濃度を、成分Bについての全体的物質収支を満足さ
せるために同じ特性値の維持のもとに変化させ、 5)圧縮性前面の伝播速度に関連させて帯域IIIにおけ
る成分Aの濃度および帯域IVにおける流量をそれぞれ決
定し、そして 6)上記段階2)ないし5)を成分Aの物質収支が確認
されるまで繰り返し行なう上記1)〜6)の各段階を実
施することにより決定する、請求項1の方法。 - 【請求項4】 抽出物中に純粋成分を得るか、またはラ
フィネート中に純粋成分を得るために各成分の上記速度
をゼロと置く、請求項2または3の方法。 - 【請求項5】 抽出物中またはラフィネート中の各成分
について中間の純度を得るために各成分の上記速度をゼ
ロと置く、請求項2または3の方法。 - 【請求項6】 等価ループ制御レートを決定するために
好ましい型の等温式を使用する、先行の請求項のいずれ
かの方法。 - 【請求項7】 好ましくない型の等温式による圧縮性前
面および分散性前面を位置決めするために逆アルゴリズ
ムを適用することを含む、請求項1ないし5のいずれか
の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9707756A FR2764822B1 (fr) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | Methode pour optimiser le fonctionnement d'un systeme de separation des constituants d'un melange |
FR97/07756 | 1997-06-19 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1157302A true JPH1157302A (ja) | 1999-03-02 |
JP4426658B2 JP4426658B2 (ja) | 2010-03-03 |
Family
ID=9508273
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17334198A Expired - Lifetime JP4426658B2 (ja) | 1997-06-19 | 1998-06-19 | 混合物構成成分を分離する系の運転を最適化する方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6471870B2 (ja) |
JP (1) | JP4426658B2 (ja) |
CH (1) | CH694078A5 (ja) |
DE (1) | DE19826384B4 (ja) |
FR (1) | FR2764822B1 (ja) |
GB (1) | GB2326357B (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9150816B2 (en) | 2013-12-11 | 2015-10-06 | Novasep Process Sas | Chromatographic method for the production of polyunsaturated fatty acids |
US9234157B2 (en) | 2011-07-06 | 2016-01-12 | Basf Pharma Callanish Limited | SMB process |
US9260677B2 (en) | 2011-07-06 | 2016-02-16 | Basf Pharma Callanish Limited | SMB process |
US9315762B2 (en) | 2011-07-06 | 2016-04-19 | Basf Pharma Callanish Limited | SMB process for producing highly pure EPA from fish oil |
US9347020B2 (en) | 2011-07-06 | 2016-05-24 | Basf Pharma Callanish Limited | Heated chromatographic separation process |
US9370730B2 (en) | 2011-07-06 | 2016-06-21 | Basf Pharma Callanish Limited | SMB process |
US9428711B2 (en) | 2013-05-07 | 2016-08-30 | Groupe Novasep | Chromatographic process for the production of highly purified polyunsaturated fatty acids |
US9694302B2 (en) | 2013-01-09 | 2017-07-04 | Basf Pharma (Callanish) Limited | Multi-step separation process |
US9790162B2 (en) | 2009-12-30 | 2017-10-17 | Basf Pharma (Callanish) Limited | Simulated moving bed chromatographic separation process |
US10975031B2 (en) | 2014-01-07 | 2021-04-13 | Novasep Process | Method for purifying aromatic amino acids |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001087452A2 (en) * | 2000-05-16 | 2001-11-22 | Purdue Research Foundation | Standing wave design of single and tandem simulated moving beds for resolving multicomponent mixtures |
FR2843893B1 (fr) * | 2002-08-28 | 2004-10-15 | Inst Francais Du Petrole | Methode pour optimiser le fonctionnement d'une unite de separation de xylenes par contre courant simule |
US6805799B2 (en) * | 2002-12-21 | 2004-10-19 | Qi-Feng Ma | Simulated moving bed chromatographic focusing |
GB0325055D0 (en) * | 2003-10-27 | 2003-12-03 | Smithkline Beecham Corp | New process |
KR100914393B1 (ko) | 2007-10-19 | 2009-08-28 | 인하대학교 산학협력단 | 4구역 smb 크로마토그래피의 불연속적인 유량조절을이용한 물질의 분리방법 |
DE102008029761A1 (de) | 2008-06-25 | 2009-12-31 | Volkswagen Ag | Abgasreinigungskörper für eine Abgasreinigungseinrichtung, Kraftfahrzeug mit einem Abgasreinigungskörper und Verfahren zur Abgasreinigung |
EP2435391A4 (en) * | 2009-05-29 | 2014-08-06 | Exxonmobil Chem Patents Inc | CONTROLLING THE INTACTNESS AND RESTORING A CLOSED FEEDBACK AND FEEDFORWARD RULE |
WO2011046936A1 (en) * | 2009-10-13 | 2011-04-21 | Tarpon Biosystems, Inc. | Conversion of fixed-bed liquid chromatography processes to simulated moving bed processes |
US8802880B1 (en) | 2013-05-07 | 2014-08-12 | Group Novasep | Chromatographic process for the production of highly purified polyunsaturated fatty acids |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FI69248C (fi) * | 1976-12-21 | 1986-01-10 | Mitsubishi Chem Ind | Foerfarande foer reglering av operationsprocessen av en simulerad roerlig baedd |
US5102553A (en) * | 1988-12-16 | 1992-04-07 | The Amalgamated Sugar Company | Time variable simulated moving bed process |
AU6908291A (en) * | 1989-12-08 | 1991-07-18 | Amalgamated Sugar Company, The | Time variable simulated moving bed process |
US5470482A (en) * | 1993-12-27 | 1995-11-28 | Uop | Control process for simulated moving bed para-xylene separation |
US5457260A (en) * | 1993-12-27 | 1995-10-10 | Uop | Control process for simulated moving adsorbent bed separations |
FR2721527B1 (fr) * | 1994-06-22 | 1996-09-06 | Inst Francais Du Petrole | Procédé de séparation par chromatographie en lit mobile simulé avec correction de volume mort par augmentation de débit. |
FR2743002B1 (fr) * | 1995-12-27 | 1998-01-30 | Inst Francais Du Petrole | Procede de regulation d'au moins un debit de fluide circulant dans une boucle de separation chromatographique en lit mobile simule |
FR2762793B1 (fr) * | 1997-04-30 | 1999-07-09 | Inst Francais Du Petrole | Methode pour controler avec precision un processus de separation de constituants d'un melange, dans un systeme de separation a lit mobile simule |
-
1997
- 1997-06-19 FR FR9707756A patent/FR2764822B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-06-08 CH CH01236/98A patent/CH694078A5/fr not_active IP Right Cessation
- 1998-06-12 DE DE19826384A patent/DE19826384B4/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-06-16 US US09/097,590 patent/US6471870B2/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-06-16 GB GB9812952A patent/GB2326357B/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-06-19 JP JP17334198A patent/JP4426658B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9790162B2 (en) | 2009-12-30 | 2017-10-17 | Basf Pharma (Callanish) Limited | Simulated moving bed chromatographic separation process |
US9771542B2 (en) | 2011-07-06 | 2017-09-26 | Basf Pharma Callanish Ltd. | Heated chromatographic separation process |
US9695382B2 (en) | 2011-07-06 | 2017-07-04 | Basf Pharma (Callanish) Limited | SMB process for producing highly pure EPA from fish oil |
US9315762B2 (en) | 2011-07-06 | 2016-04-19 | Basf Pharma Callanish Limited | SMB process for producing highly pure EPA from fish oil |
US9347020B2 (en) | 2011-07-06 | 2016-05-24 | Basf Pharma Callanish Limited | Heated chromatographic separation process |
US9370730B2 (en) | 2011-07-06 | 2016-06-21 | Basf Pharma Callanish Limited | SMB process |
US9234157B2 (en) | 2011-07-06 | 2016-01-12 | Basf Pharma Callanish Limited | SMB process |
US9260677B2 (en) | 2011-07-06 | 2016-02-16 | Basf Pharma Callanish Limited | SMB process |
US9694302B2 (en) | 2013-01-09 | 2017-07-04 | Basf Pharma (Callanish) Limited | Multi-step separation process |
US10179759B2 (en) | 2013-01-09 | 2019-01-15 | Basf Pharma (Callanish) Limited | Multi-step separation process |
US10214475B2 (en) | 2013-01-09 | 2019-02-26 | Basf Pharma (Callanish) Limited | Multi-step separation process |
US10723973B2 (en) | 2013-01-09 | 2020-07-28 | Basf Pharma (Callanish) Limited | Multi-step separation process |
US9428711B2 (en) | 2013-05-07 | 2016-08-30 | Groupe Novasep | Chromatographic process for the production of highly purified polyunsaturated fatty acids |
US9150816B2 (en) | 2013-12-11 | 2015-10-06 | Novasep Process Sas | Chromatographic method for the production of polyunsaturated fatty acids |
US10975031B2 (en) | 2014-01-07 | 2021-04-13 | Novasep Process | Method for purifying aromatic amino acids |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19826384B4 (de) | 2004-04-08 |
GB2326357A (en) | 1998-12-23 |
JP4426658B2 (ja) | 2010-03-03 |
DE19826384A1 (de) | 1998-12-24 |
CH694078A5 (fr) | 2004-07-15 |
FR2764822B1 (fr) | 1999-08-13 |
US20020014458A1 (en) | 2002-02-07 |
GB9812952D0 (en) | 1998-08-12 |
GB2326357B (en) | 2001-01-10 |
FR2764822A1 (fr) | 1998-12-24 |
US6471870B2 (en) | 2002-10-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4426658B2 (ja) | 混合物構成成分を分離する系の運転を最適化する方法 | |
Schramm et al. | Improved operation of simulated moving bed processes through cyclic modulation of feed flow and feed concentration | |
Biressi et al. | Design and optimisation of a simulated moving bed unit: role of deviations from equilibrium theory | |
Migliorini et al. | Simulated moving‐bed units with extra‐column dead volume | |
Hashimoto et al. | Models for the separation of glucose/fructose mixture using a simulated moving-bed adsorber | |
Charton et al. | Complete design of a simulated moving bed | |
US5422007A (en) | Method and apparatus for fractionation of a mixture on a simulated fluidized bed in the presence of a compressed gas, a supercritical fluid or a subcritical liquid | |
JP5330499B2 (ja) | グラジエント溶出マルチカラム分離法 | |
Rajendran | Design of preparative-supercritical fluid chromatography | |
Juza | Development of an high-performance liquid chromatographic simulated moving bed separation from an industrial perspective | |
JP4195121B2 (ja) | シミュレートされた移動床分離系における混合物の構成成分の分離の過程を精密に制御する方法 | |
US5578215A (en) | Chromatographic simulated mobile bed separation process with dead volume correction using period desynchronization | |
KR100375979B1 (ko) | 길이 단축을 이용하여 무용 용적 보정시킨 크로마토그래피의 모의 이동층 분리 공정 | |
JPH1190105A (ja) | シミュレートされた移動床分離システムにおける圧力コントロール方法 | |
Brunner et al. | New aspects on adsorption from supercritical fluid phases | |
Rajasree et al. | Simulation based synthesis, design and optimization of pressure swing adsorption (PSA) processes | |
Johannsen et al. | Simulated moving bed chromatography with supercritical fluids for the resolution of bi-naphthol enantiomers and phytol isomers | |
Li et al. | Optimization of simulated moving bed chromatography with fractionation and feedback: Part I. Fractionation of one outlet | |
US6652754B1 (en) | Process for determining by simulation the optimum stabilization conditions of a simulated moving bed separation system | |
Sato et al. | New fractionation process for citrus oil by pressure swing adsorption in supercritical carbon dioxide | |
Ruthven et al. | Modeling of chromatographic processes | |
US6896812B1 (en) | Process to compensate for a discrete non-separating section in simulated moving bed adsorptive separation processes | |
KR101226844B1 (ko) | 혼합물 분리향상을 위한 유사 이동층 흡착 분리 장치에서의 부분 버림 재사용 공정 운전 방법 | |
Rao et al. | Novel simulated moving-bed adsorber for the fractionation of gas mixtures | |
Saffarionpour et al. | Column chromatography for separation and fractionation of flavor-active esters on hydrophobic resins and simulation of breakthrough behavior |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050617 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20080703 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080709 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081007 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081210 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090302 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090325 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090623 |
|
RD13 | Notification of appointment of power of sub attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7433 Effective date: 20090624 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20090624 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20091014 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20091111 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091211 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121218 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121218 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131218 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |