JPS5820208A - 吸着分離方法 - Google Patents

吸着分離方法

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JPS5820208A
JPS5820208A JP56119321A JP11932181A JPS5820208A JP S5820208 A JPS5820208 A JP S5820208A JP 56119321 A JP56119321 A JP 56119321A JP 11932181 A JP11932181 A JP 11932181A JP S5820208 A JPS5820208 A JP S5820208A
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desorbent
mixture
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raw material
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JP56119321A
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English (en)
Inventor
Masatoshi Tauchi
正敏 田内
Hirofumi Akiyama
秋山 宏文
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Asahi Kasei Corp
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Asahi Kasei Kogyo KK
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Publication date
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  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は2種以上の物質を含む混合物から■的分離成分
を目標純度以上で経済的に吸着分離する方法に係り、更
に詳しくは吸着剤を充填したカツ五に複数種の物質Oa
会物と脱着剤とを交互に供給して前記−質楓会物の吸着
帯を$11!移動させつつ溶出部分よII的分−成分を
目標一度板上で経済的に徴着分離す為方法Ellする。
複数種O物質混合物中oH的成分を高純度で分離取得す
為方法としては、精留塔による蒸蕾分離法、S冷紬晶化
分離法及び警媒抽出法等々、被分離対象物質の物性に応
じて、種kO方法が工業的に実施されている・又、最近
は、物質に対して選択吸着能を有する吸着剤、及び脱着
剤を用いて執着分離する方法O工業化飼が増えつつある
・とれは、選択吸着能を有す為1着剤の開発が進んだ事
又、脱着剤と鑑み会わせ九歇着分離条件が次々考案され
た結果、上記従来機では、分離不能でありたものを、分
離し得為秦件が見りか5えすした事による・又、比揮発
we小さ一成分を高段数、高還流比で積置する方法は、
スチーム消費量が多く、高エネルギー価格時代に対応し
て、この点の解決手段として、選択吸着性を利用した吸
着分離法への期待が高を艶つりある・ 現在工業的規模で広く使用されている固体吸着剤として
は、合成ゼオライトを始め、活性嵐、シリカrル、@性
アルセナ、イオン交換樹脂、4vスチレンl”k、粘土
、クイック土、多孔性がラス等が知られている。ヒれ*
m体吸着剤は、夫々特有の性質を有しており、分離目的
に合致した吸着剤を選択するには、吸着剤OI1着性能
、原料搗會物O性質、寿命2価格等を考慮して総会的に
決定する必豪がある・近時、これ等固体1着剤に高度な
選択吸着性を発揮させるべく、電夕田及び−q70の構
造設計及び製造と種々o*ib理技術(金属イオン交換
、酸処理勢々)に改良工夫がなされ、著L14歩の過程
にある。
工業化プロセス0例としては、例えばせオツイトを吸着
剤に用いたものとしては亀−バラツインの分離、−一オ
レフインの分離、ブテン−it)分離、キシレン、シメ
ン及びジエチルベンゼン舎異性体の分離、シタロヘ命ナ
ンーシタロヘ中センの分離、α、!−ぜネンの分離、ブ
ドウ着−果一の分離勢多くの例が知られている・ また最近El tag a C@ras i 10# 
P@ras i 1■。
11t@、!li@rba#等1G−前後O高性能多孔
性粒子を用いて、高速液体夕■!トダツフィーと一般に
呼称される方法が、有機物質0分−に有用な手段として
、急速に広11ククあ為事はよく知られている過−であ
るe 複数種O物質OI&会物中O1i的成分を高H変で分離
取得するそo*o”iiw&としてイオン交換樹脂を用
いる方法も知られて一為・例えば、ブドウ糖。
果糖の分離、希土−等O金属イオyo分離、有機酸・無
機酸O分離、ア叱ノ瞭−の分離勢、である・固体吸着剤
と、液体脱離剤を用いて、複数種の物質を會む混合物を
執着分離する方法は、広義には液−四カラムタw w 
) /ラフイーと称する技術範11に属するもO″eあ
る・更に詳しくa−すると、固体吸着剤を充填したカラ
ム(41に、混合物の液を通過せしめると、混合物中の
各成分が、同体吸着剤側(ml定111)ト11111
1体11(移1111)と0− 間でAmる割合で、分
子!される為に、混合物成分にようて$動連l!に差を
生じ分離が行なわれる・このようにして分離された各成
分は、カラム下端より流出させ、例えば連続的もしくは
間欠的に分析する勢の方法により流出液中の成分濃度を
検出しながら、目的成分の入りた流出物を分割取得する
方法がとられる。
液体クロiトゲラフ(−による吸着分離法で、無機又は
有機物混合物の分離を行なう場合は、次の様な操作順に
従つて行なうのが、吸着分離法に於ける従来の常法であ
る・即ち、 (1)  先ず、分離取得したい成分を含む物質の混合
物を吸着剤を充填したカラム(吸着塔)K原料として供
給する(この時、混合物はカラムの上流部に吸着帯を形
成する)・ (2)  続いて脱着剤を供給し、吸着帯を下流方向に
移動させる(移動過程で、各成分物質の吸着剤への吸着
性の差によりて、各成分は次第に分離されてくる)・ (3)更に脱着剤をカラムに供給して、分離した成分を
順次カラム外に溶出せしめる・ (4)目標純度の分離目的成分を含む溶出7ラタシ冒ン
を分取する。
(5)  ill出フラタショy中の脱着剤を除去し、
目的成分を取得する・ このように複数種の物質の混合物と脱着剤とを、交互に
吸着剤充填塔に供給しつつ、前記(1)〜(5)の操作
を繰り返して目標線Wit)目的成分を工業的に分離し
ている・ しかしながら、この様な、従来の分離方法には以下に説
明するような技術的問題点がある。理解を容易にする為
に、充填剤に対して吸着力の弱い物質Xと吸着力の強い
物質Yの混合物中から、X成分を目的成分として分離す
る場合について述べる。カラム出口に於いて、溶出時間
(又は溶出液量)に対して、溶出液中の成分Il変の変
化を描いたグラフをタロマトダツムという、・xYの吸
着性が似通っている場合、又はxyの吸着性の差が大で
も展開距離が短い場合は、!及びYの二成分は完全分離
(X成分及びX成分が共存しない状態をいう)せずに、
x丁各成分のタロiトカーツが重なり、両成分が共存す
る溶出液が存在し、例えに。
111図に典製的に耘す様1klロマトグラムが得られ
る・このようなxyX成分完全分離させる為には、長い
展開距離を要する・従って、吸着塔(カラム)の長大化
を招いて実用上好壕しくないほか、吸着帯がカラム中を
移動すゐに従って、吸着帯域が拡大し目的分離成分の1
11度が漸次低下するため、吸着塔の生産性が悪化した
り、抜工11における分離目的成分と脱着剤との蒸留、
抽出、再結晶などの分離負担が増大し九セするなどの問
題が発生し、従って完全分離は工業的には必ずしも得策
とは言えない。更に、実用上は非目的威分(X成分)O
濃度が許容濃度以下であれば分離取得した目的成分(X
成分)中に混入しても支障がな−゛場合少なくなく、こ
のような場合・には必ずしもx、X成分を完全分離する
必要がない。従って工業的には製造コスト、塔などの設
備建設費などの主として経済的理由から例えば!、Y成
分を完全に分離させないで目的成分を分離取得しても支
障のない場合に有利に実施されて−る。
第1図の如きタロマトヵーツが得られたと仮定して、こ
のカラム流出液中から、例えば9011#11度(X成
分量に対して1/9のX成分が不純物として混入してい
ることをいう)でX成分を取得する場合にはタロ!トゲ
ラム上の時間(1)でカラム外の/童ルツを切替る等の
操作により、全体で純度J〇−以上のX成分が得られる
時間(tl)以降の流出液を集めて、この液中より脱着
剤を除去すれば、90 %、鋪変のX成分が最大回収率
で取得することがで暑る・一方、溶出時間tl  より
前の溶出液は廃棄(従りて第1図の斜線部のYがロスに
なる)するか、或いは、例えば、縦素数8の芳香族生シ
レンーの混合物中より、/4ラキシレンを分離製造する
例に与られるようにΔラキシレンの少ない成分は蒸!後
、異性化反応工程に送り、平衡的に/譬うキシレンを副
生させてから、原料として再りロ!トする等の方法がと
られている。
ところで、この様な従来の吸着分離法における問題点は
王妃の点である・ (1)  最大許容1)f:の時間t1で分割分取した
X成分の回収率(取得量)が最大であり、分割分取操作
がこれよ艶少しでも遵れると回収率が低下する。
(2)同様に、第1llO時間1mより早期に分割分取
すると、製品YO@IIが115m度を下まわり、製品
として使用で亀なく19てし壕う・即ち、従来方法では
目標カッ1時間t1に正確にカ、トシないと、回収率又
紘純直が低下するととKなる。しかも、カット位置t1
は、X成分が全量溶出し終わらないと決定し難い%O″
Cある・従りて、工業的には、一定線速で、一定量の有
機物混合物と脱着剤を交互に正確にカラムに供給して、
一定時間の周期として決taItt o時間にカットす
ることになる・しかしながら、iかに一定流速、一定量
フィードに努めたとしてt2工業的なり四!トグツ^O
変動はかなり大きい・例えば、塔内O充填層におけるl
l0I1.れ状態が変化する事はよ〈起ζる事で、例え
ばチャンネリングとか一イドの分布等によりておとりえ
ll0lれが増加すると、IIIEのX成分のカーブが
広がb(即ち、X成分ox−プO右端ow*iiowi
出部分がY成分0中にはいm<>、その結果、たち壕ち
にしてY成分の純度は低下する。かかる現象は、この様
な分離技術では良く起こる事であり、更に、原料混合物
中OX、Y成分の組成比及び量の変化による咬動をも考
慮すると、tlの位置て正確にカットする事は、最近の
進歩した制御ISS高精度バルブ、高精度定量−ンデ9
分析計勢を徹底的KIK便したとしても極めて困難な事
である◇吸着分離対象物や分離系によっても異なるが、
カ、ト位置(tl)が1秒ずれると純度及び回収率が0
.1〜101KIpで悪化するのが通例であり5経済的
損失は大なるものがある・従りて、従来の・吸着分離法
では、純度悪化による不良製品の発生を避ける為、Y成
分の純度を許容純度より高い位置でカットする様にして
、カット位置が多少ずれても、許容純度の製品が得られ
る様にせざるを得ないのが実状である・とれは、回収率
を犠牲にしている訳で、吸着分離法によりm品を取得す
るプロセスに於いて、大きな経済的損失となりている・
以上の問題点は、三成分以上の混合物においても同様で
ある事は言う壜でもない・かかる問題点を解決するもう
一つの方法は、この様な吸着分離システムを連続化する
事である。例えば、ゼオライトを用いた炭化水素分−に
おける擬似移動床(%公開42−15681号公報1%
公昭43−17643号公報及び特公昭46−2424
3号公報参照)による分離技術は、との様なものである
。この方法においては、吸着剤と展開剤が向流的な為に
定常的な、llaマドカーブを得る事が出来るので、X
成分が混入しない領域から、Y成分を連続的に抜く事が
出来、本問題を解決する一つの方法ではある。然しなか
ら、との様な方法に4使用する装置(システム)が極め
て、複雑なものであり、それだけ設備費も高く、高度な
運転管理技術を要求される等の欠点が有る。
本発明者等は、従来の吸着分離法における上記の欠点を
解消するべく鋭意努力の結果、極めて簡単かつ有効なる
解決策を発見し、本発明を完成するに到ったー 即ち、本発明に従えば、先ず、吸着剤を充填し大力2ム
に複数種の物質の原料混合物と脱着剤とを交互に供給し
て前記原料混合物の吸着帯を形成移動させつつ溶出部分
より目的成分を目標11度以上で取得するに幽り、目的
成分を分離取得した後、残余の目的成分を含む部分の少
なくとも一部であって原料混合物より高い議度で目的成
分を含む部分を脱着剤を実質的に除去したものと原料混
合物とを引き続いて脱着剤の供給前に逐次的にカラムに
供給してカラムを通過する目的成分の全体量を原料混合
物中の目的成分量より増やして目的成分を吸着分離する
ことを特徴と十ゐ吸着分離方法が提供される。
本発明に従えば、更に、吸着剤を充填したカラムに複数
sの物質の原料混合物ムと脱着剤とを交互に供給して前
記原料混合物Aの吸着帯を形1移動させつつ溶出部分よ
り目的成分を目標lI)変以上で取得するに当り、目的
成分を低いlI[で含む脱着剤とO混合物Cを分離して
目的成分を分散しえ後、残余の目的成分を含む部分の少
なくとも一部であって目的成分を原料混合物より高いS
度で含む部分から脱着剤を実質的に除去した混合物Bを
回収し、引き続いて (1)混合物C−+原料混合物ム→混合物B→脱着剤又
は。
0原料混合物A→混合物1→混合物C→脱着剤の躯に引
き続きかつ逐次的に力2五に供給してカラムを通過すゐ
目的成分の全体量を原料混合物中・の目的成分より増や
して目的成分を吸着分離することを特徴とする吸着分離
方法が提供される・以下余白 以下、本発明を更に詳細に説明する。
本発明における物質混合物とは、無機及び/又は有機物
質の混合物を云い、物質の種類は特に限定される物では
ない、無機の混合物としては、金属イオン、例えば遷移
金属イオンとか、希土類金属イオン、アルカリ金属イオ
ン静穏々の物質が含まれる。更に有機物質とは、一般の
有機化合物は全て該轟し、例えばノ母ラフイン、オレフ
ィン及び芳香族系などの膨化水素、アルー−ル、ケトン
カルがン酸、アミン、ニトロ化合物又はこれらの銹導体
並びに各種高分子化合物など広範囲な有機化合物におよ
び、*に具体的な化合物に限定されるものではない、又
、有機と無機の組み合わせに於いては1例えば、塩酸と
酢酸の系とか、食塩と有機酸の系とか、種々のものがあ
る。ともあれ、クロマトの分離対象となる有機物質全て
を含むものである。
本発明方法において使用する固体吸着剤としては、合成
ゼオライト、活性炭、シリカrル、活性アルミナ、イオ
ン交換樹脂%4リスチレンPA−勢があげられ、脱着剤
としては、アルコール、アミン、エステル、塩素化合物
、芳香族化合物、エーテル化合物勢々の化合物を自由に
選択する事が出来る。
溶出ツラクシ、ン中から脱着剤を分離する方法としては
、蒸留、深冷分離、抽出分離郷の公知の方法を用いる事
ができる。しかし、脱着剤は蒸留で分離し得る物の方が
好ましい。又、目的分離成分との蒸留分離も容易な物で
ある事が好ましい。
分離対象物質に応じて分離し得るような吸着剤、及び展
開剤のシステムを選ぶことが出来れば、そO様なシステ
ムは全て本発明の対象になシ得る。
しかしながら、混合物O各成分が容易に完全に分離でき
るような混合物系に対しては本発明を適用する必要がな
いヒとはいうまでもない。
本発明の吸着分離方法を第1図に示したxyg成分系に
ついて説明する0本発明の方法に従えば。
ts1図の2成分系において目的成分であるX成分を原
料混合物であるX成分とX成分の混合物中に混合してク
ロマト展開を行なうと第2図に示されるようなりu w
 )カーブが得られる。第2mKかいて破線の曲線は第
111におけるX成分のクロマトカーブを転記しえも、
のである、このようにして本発明に従って得られた第!
IllKfF−gれるような新たなりo w )ダツム
はそOX及びX成分の種類や製置並びに吸着分離方法な
どによってX及びX成分のクロマトカーブが変化するが
、かかる変化は本発明の効果の発現を何等妨げるもので
はない。
ところで、第111C)り回マFグラムに於いて。
90−のX成分の量を1とする。同様の量を1本発明方
法に従って得られた第2図のりI!1トゲラムにおいて
得るととOできる溶出時間の位置は1、である、更に、
新しく得られたタロマトダラムに於いて%9〇−以上の
純度でX成分を分離取得できるよう表領絨の溶出時間は
1.で示される通りである。なお、溶出時間t$の位置
はtlO位置よシも必ず早く溶出する位置となる。溶出
時間1.以降に得られた!成分O純度は館1図における
溶出時間t1以降に得る事の出来えX成分の純度より4
h嬉かに高いものである。更に驚くべ自ことには1本発
明方法に従って、X成分を含む残余部分を再度カラムに
供給する仁とによシ、X成分のX成分と重なる部分に於
けるテールの状態がはるかに改曹されて、X成分のクロ
マトカーブがシャープに立ち上やてくる。これも又、X
成分の目標純度で得られる量を高めるという効果を生む
かように、クロマトカーブがシャープになる現象は、X
成分よシも吸着力の強いX成分の量が増゛えた事による
脱離力の向上によるものと推定されるが、詳細について
はわからない0以上の事実によシ1本発明者等は先にO
ぺた従来法の問題点を解決するりとを得、本発明を完成
したものである・すなわち、館2図において%tl以降
のX成分を取得するヒとにより1111図におけるt1
以降の取得量と等しい量を得ることができ、しかも館2
図における1、のカット位置が多少前後にずれてもts
位置を割らない限p取得Y成分O純度は許容範囲内に必
ずおさまるのである。
この様に溶出時間1.とt$の間に余裕時間かでIIi
え結果1例えば、カラム充填槽内で乱れの大きい様な系
でクロiトヵーブXが広がる様なり口iトシステムに於
いても、許容純度以上のX成分量を取得する事が出来る
。即ち1本発明を行なう事によって、許容純度量のX成
分の取得量は、かな)上昇するのが畳通である。これも
本発明の非常に大きな効果の1つである。
更に驚くべきことには、第2図の/口!トゲツムにおい
て、t3以降を力y)しbig以前のX成分を含むフラ
クシ、ン部分を、脱着剤を除いた彼に、混合物原料の後
に引き継ぎ供給し1更にクロマトにかける本発明を繰シ
返えし実施したところ、 (1)  t’sより以前でカットした場合、即ち、再
循環しないX成分量を、メイクアップ原料混合物中のX
成分量より多く取得してしまったときには。
再循環されるX成分量が減少する結果、メイクア、′f
原料混合物中のX成分量は変わらないので新しい13位
1はtsに近づくヒとになる会通常は、この新しい1.
位置はカット位置に近づく0みで。
カット位置を越えてt−に近づくととは少ないが。
仮に越え九場合、即ち、tlよシ以降でカットした場合
で4次の様Kt■はカット位fK近づく様に自動修正さ
れる。
(2)isより以降で力y)した場合、即ち、再循環し
ないX成分量を、メイクアップ原料混合物中OY成分量
よ)少なく取得してし1つたときには1再循5IiIれ
るX成分量が増大する結果、メイクアラf[料混合物中
OY威分量は蜜わらないので、新しいt1位置はt・か
ら離れるととになる。
通常は、この新しい1.位置はカット位置に近づくのみ
でカット位置を越えてtsから離れる仁とは多電いが、
仮に越えたとしても、即ちs t、より以前でカットし
た場合でも、(1)で述べた様に1、はカット位置に近
づく様に自動修正書れる。
ヒO様に、カット位置をある精度内(を歳位曾がtlを
越えて前に出るヒとがなi程度)で設定できさえすれば
5ol−IS間O余裕時間が常に存在するため、J1品
純度にわずられされることなく、平均的に、それぞれO
分離システAK応、じた分離量を取得するととが出来る
即ち、カット位置の決定精度も1図−IKシける様な従
来法と較べ、非常にゆるやかにする事ができ、なおかつ
、高純度の物を安定的に得ることができるのが本発明の
大きな効果の一つである−ところで、原料混合物に引き
続きフィードするY成分0残余部分は、図−1のり■マ
)09に得たものでも良いし、又、別途得られるX成分
を引き続き供給フィードしてもかまわない、一般に1多
くの工業的な分離O系に於いては、X成分を単独で入手
する事が出来るのが畳遥である6以上、XとX成分の選
択性の順番は図−10システムで説明したが、これが逆
の選択性の場合も、すなわち吸着力の弱いX成分を目的
分離成分とする場合も同様に考える事が出来る。そO様
な場合には。
X成分を含む残余部分を先にフィードし先後に原料混合
物をフィードする事によって本発明O目的を達する事が
出来る。又、残余部分は、全部をフィードする事が望ま
しいが1例えば目的成分が。
その残余部分において長く拡散している様な場合には薄
い#I変の分を大量にフィードする事にな)。
本発1lIO効果がうすら−でくる。従りて、ヒの様な
場合には高濃度領域だけを(その一部を)フィードする
方が好ましい、従って、残余部分lのうち、どれだけの
比率で原料混合物に引自続き逐次的に74−Vするかは
、分離Oシステムによって異なるので一概には云えない
が、システムさえ決まれば簡単に決める事が出来るもの
である曇更に又、目的成分の残余部分■を2つ以上に分
割し、脱着側を除去した後、ヒれを溶出層に供給する。
この方法としては、2つ以上の7ラクシ嘗ン(分割域)
に分けて0部分の溶出液を分取した後、脱着剤除去操作
を行っても良いし%順次溶出してくる0部を、連続的に
、例えば蒸奮塔で処理して、脱着剤を除去した液を、 
INK供給する方法を採用しても良い、l1者は、無限
大分割とでも言うべきものである。
分割した液を溶出層にフィードすると%目的分離成分と
異なる成分OIl的成分七重なる領域におけるカーfが
非常にシャーfK立ち上りてくる。
即ち、XとX成分の分離度が著しく向上する。I!りて
、本発明の前記効果が更に向上する。一般に。
分割数が多い和、前記カーブの立ち上〕が顕著である。
分割数が増えると、バルブ切替等の手数が増えるので、
前記連続蒸留塔処理等の方法を取る場合以外はあまり分
割数を増やすのは得策でない。
通常2乃至3分割位で1本発明の効果を発揮せしめる事
ができる。
又、クロマトの充填槽において乱れが発生する様な場合
とか、クロマトカーブが乱れる様な条件下において、か
かる0部分を少なくとも2分割以上してI[Kフィード
する方法は、極めて有効な方法である0、何故ならば、
館111に述べた様な従来法のシステムに於いては、た
ちまち、七〇様な乱れのある条件下でクロマトを行なえ
ば、X成分反びY成分がくずれたカーブをなし、それぞ
れ目標純度のY成分を得ることが難かしくなりてくる事
は、容易に理解出来るところ下ある。又、別なシステム
に於いては、!1N1部分Bを更にζtかく、3〜5分
割以上のフックシ、ンに分けて、その一部を原料混合物
01111にフィードしたシ、あるいは残る分割部分を
原料混合物のうしろにフィードしたシする様な方法を取
ると、かえって全体のバンド長が短かく′&りた〕、従
って全体の成分濃度を高める事が出来る様な場合もある
。かようなシステムは1分離の系によ☆て様々であるの
で一概には六光ないが、これも目的成分を分取するに轟
シ、脱着剤の分離;スト負担を下げる有効な手段である
。又、目的分離成分がテーリインダする様な系に於いて
は、隣接するりElマドdンドが重なる様にする事によ
って全体的な脱着剤の分離負担を下げ九シ、又、カツム
Oパyド長を減らしてカラムの生産性を上ける事が出来
る。この様なメリットは、41に3成分以上の系Ktk
−で顕著である事が多い・例えば、ll&合命シレン中
からΔラキシレ/を一1吸着剤として餐オライドを用い
て分離取得する様な系である。
Y成分の(成分の)増加量と云うのは、これ又。
x、Y成分O種類、即ち分離システムによって一概には
云え・ない、即ち、あtシ分離威分量を増やすとクロq
 ) d 3/ P巾が長くなる結果、力2ムの生産性
が下がシ得策で碌いと云う事がある。しかし、Y成分の
添加量を増やすと%Y成分量が吸着剤の吸着容量に対し
てオーバーロードになる為か良くわから碌いが%頂部が
平坦な夕!!!トゲラムが得られる事が多い、?−の様
な場合には、脱着剤を除く為の蒸留塔の負担は更に著し
く減少する事になる。かような系としては、ゼオライト
を用いて炭化水素を分離する系がこれに相幽する0例え
ば、天然及び合成ゼオライ)XIl、Yllを用いて、
種々の炭化水素混合物ないしは芳香族異性体を分離する
様な系がこれに皺幽する。この様な分離系に於いて、Y
成分の添加量は、例えば混合キシレンからノfラキシレ
ンを分離する様な系に於いては、元の/母うキシ成分量
に対してlO〜100−の量を増やすのが好ましい・ 以上、本発明をlI論する事により。
(1)高純度の分−目的成分を得る事が出来る。
(2)高い回収率で得る事が出来る。
(3)純度及び回収率を自己平衡機能によ〕、安定的に
得る事が出来る。
(4)  脱着剤と目的分離成分の混合物である製品中
から、脱着剤を除去する分離負担を低賊する事が出来る
・ (5)  充填槽の乱れ等で、クロマトカーブが乱れ中
すい様な系に於いても、純度及び回収率を比較的安定的
に得る事が出来る。
以上の通〕、本発明によp回分式の吸着分離方法を用い
大工業化ゾロ七スにとりて、非常に大きな問題点の数々
を一挙に簡単に解決する事が出来たものであシ、本発明
の意義は極めて大きいものと考えられる。
以下に本発tSO実施例を比較例と共に説明するが、本
発明otisvstヒれらの例に限定するものでないこ
とはいうまでもない。
比咬例1 シャケII)%上下部に液分散用デストリプ、−ター反
び腋集合用コレクターを有する。内l18■及び長さL
s溝のステンレス製タロマトカツム4本を、内Ill■
ステンレスΔイデで相互に連絡したクロマト分離装愛を
用意した。これらのクロマト分離装置O各4本のカラム
に、X金属イオン交換したX!1のぜオライド(60〜
100メツシ&)を充填した。
ゼオライトを充填しおわったカラムを、温度120℃に
保ち、先ず脱着剤(7ラン)を供給してゼオライトをコ
ンディジ、エンダし、ついで1料被分離物質混合物とし
て/4ツキシレy(PX)15重量S−セント、エチル
ペンせン(iem)go重量ノー−セント、メタキシレ
ン([) 45重量Δ−セント及びオルトキシレン(O
X)20重量%4−4ントからなる混合キシレンム5o
ccを、微量定量−ンプにて供給し混合キシレン吸着帯
を形成した。
そのL F!び前記脱着剤をカラムFC9)、5CC7
分の一定流速で供給し混合中シレン吸着帯を展開した。
カラム底部よシ流出する溶離液をs lccずつのフラ
クションに分割して!l*した。この様にして採取した
すyデル液の、Δラキシレン、エチルベンゼン、メタキ
シレン、オルトキシレン及び脱着剤の重量−一セントを
、fスクロマトダラフイーによシ定量した。溶離液の進
行方向に対して、a合中シレyl1着帯O前端界面近傍
から/#ツ命シレン以外のCs芳香族異性体に富んだ溶
酸が、また後端界面近傍からは/4ツキシレンに富んだ
液が回収された。C・l[2分布を錠軸に、脱着剤を供
給し始め九時からの時間を横軸にプロ、トシて得られた
溶離jllllll!(クロマトグラム)は、簸3図に
示した如t!iものであった0本分桁値から、99.5
Ii純度のベラキシレンが得られる溶離時間t4は33
.1分でありた。全く同様の操作を繰シ返しながら、3
3.1分以降の7ツクシ、ンを繰シ返し分取した。その
回数と共に得られた回収/4ラキシレyの純度の経時変
化は、第1表、比較例IK示した。各wJJKおける・
り命シレンO回収量は平−約1.5pとした。
実施例1 比較例1において運転開始に際し、予め原料混合キシレ
ンムにΔツキシレン311を添加してクロマト展開を実
施した。混合液中のz451やりし/#1度はgo、s
重量−で厘料混合キシレンム中0IIIFIL。
01.37倍であった。
このようにして得られたり諺マトダッムから比較例1と
同じ量のしsIの一部う中シレンをカットし残υの72
クシ、ンのうちノ豐ツキシレンを含む残余部分を集め、
これから脱着剤を蒸留除去した。
かくシてエチルベンゼン、及びp4’)キシレンカラな
る混合キシレン11.3(Cを得た。このようにして得
られた混合キシレンをBと称し、再びりC1ffト展開
を行うとき、まず混合キシレンムを供給して次にBを供
給する方法によシ、同様にクロマト展開を行なり九。
このようKして得られたクロマトグラムの形状は第4図
に示したようなものであシ、/臂うキシレン1,5yを
得るカット時間1.は38.8分であった。
tlでカットした残)のフックシ、ンのうち/1ラキシ
レンを含む部分の一部で脱着剤を除いた量がBと同一量
(I Lsa:)になる位置である34.0〜38.8
分間の残余部分を集め、これから脱着剤を蒸留除去した
。かくしてエチルベンゼン18.。
−1・譬うキシレン82.0%からなる新良なりサイタ
ル混合キシレンBが11.3CC4lうれた。
以後、全く同じ操作を繰り返して、りay)展開を行な
−Dた・このときの各回における回収バラキシレンの純
度を、第1表に示した。
ノ譬うキシレンが、脱着剤を除く純[99,!S重量−
で得られゐ溶離時間t−と1.5Iiを回収するtlと
の時間的な余裕差)tが約2.4分間存在し。
tIIの位置が多少ずれても、を−の位置を越えない限
り純度は許容範囲内の99.5重量Sに必ずおさまシ、
高純度の一ナラキシレンを安定して分離回収することが
できた。
比較例2 シャケy)s上下部に液分散用デストリプ、−ター及び
液第合用=レクターを有する、内径20〇−φ及び長さ
15mのステンレス製りaマドカラ14本を、内径25
−のステンレス/4イデで相互に連絡したクロマト分離
装量を用意し、これにカリウム金属イオン交換したXW
iのゼオライト(60X100メyVm)を充填した・
ゼオライト充填完了vkのカラムを温度120℃に保ち
、先ず脱着剤(フラン)を供給してゼオライトをコンデ
ィジ、3ングし1次いで原料被分離物質混合物として前
記PX 、 NB 、 MX及びOxを含む混合キシレ
ン人を31.25jを定量−ンlにて供給し、混合キシ
レンの吸着帯を形成し九・その後説着剤を5.941/
分の一定速度でカラムに供給し、混合キシレン吸着帯を
展開し良、カラム底部よシ流出する溶離液の一部分を1
0秒毎のシラクシ、ンに分割し採取した。このようにし
て採取した液中(2)PX 、 IB 、 MX 、 
OKIび脱着剤の重量−をガスクロマトダラフイーによ
〕定量した。
溶離液の進行方向に対して混合キシレン吸着帯の前端界
面近傍からパラキシレン以外OCs芳香族異性体に富ん
だ溶液が、まえ後端界面近傍からはパラキシレンに富ん
だ液が回収されたe Cs tlllt度分布を縦軸に
、脱着剤を供給し始めた時からの経過時間を横軸にプロ
ット岬、1て得られるり■マドグラムは模式的に第31
1に示したようなものであった。純度99.5−で/母
ツキシレ/が得られる溶離時間t4Fi3s、o分であ
った。全く同様な操作を繰シ返し乍ら35.0分以降の
7ラクシ、ンを繰9返し分取した。その回数と得られた
回収Δう中フランとの関係は第1表に示す通シであシ、
ノ譬ツキシレyの回収量は79511であった。なお、
スケー−ルアツブによ〉比較例1に比較して相対的回収
率は約85−に低下した。
実施例2 比較例2において運転開始に際し、予じめ原料混合キシ
レン人にΔう中フラン1875IIを添加してクロマト
展開を実施した。混合液中のノ臂うキフラン鏝縦は20
.5重量−で原料混合キシレン人中の濃度0L37倍で
あった・ ヒのようにして得られたり四マトグ2ふから8−一カラ
ム使用時、即ち比較例1と相対的に同じ回収率である9
359のパラキシレンをカットし。
残りの7ツクシ、yのうちパラキシレンを含む残余部分
から脱着剤を蒸留除去した。このようにして得られた混
合dFVレン(以下、混合キシレン1という)を用いて
1次のクロマト展開においては。
先ず混合中フランムを供給し、次いで混合キシレンBを
供給する方法によりクロマト展開を行なったψ このようにして得られ九クロマドグツムの形状は第4図
に示したような形状であシ、8■φカツム使用時、即ち
比較例1と相対的に同じ回収率に相当するI4ラキシレ
ン9B!SNを得るカット時間t1は39.6分であっ
た。tIで力y)した残りのフラクションのうちI#シ
ラシレンを含む残余部分の一部で、脱着剤を除いた量が
3と同一量となる位曾である、34.6〜39.6分の
部分を集め脱着剤を蒸発除去し喪、かくして得られた、
エチルベンゼン及びノ々ラキシレンを含tra合キシレ
ンを用いて、前記したのと全く同じ操作を繰シ返してク
ロマト展開を行ない、各回における回販・臂うキシレン
の純度を第1表に示し喪。
・臂うキシレンが脱着剤を除いて純度99.5重量−で
得られる溶離時間t・は38,5分であLtlとt・と
の時間的余裕差ハは約L1分であった。
実施例3 実施例Iにおいて混合キシレンBf溶一時間34.0〜
36.4分の間O溶離混合キシレンB15、2 W (
1重量 37.7重量−及びPM62.3重量−)と溶
離時間36.4〜38.8分の間の混合キシレyB、6
.1(C(110,6重量−及びI’X 99.4重量
−)とに分割採取し、それぞれ脱着剤を除去したのち、
混合キシレンム→混合キフランB1→混合中シレンB3
→脱着剤の願に供給してり四マド展開を繰シ返した。
各回の回収/譬うキシレンの純度を第1表に示した。パ
ラキシレンの平均回収量は1.5gで%第4図に示し大
ようなり四マシダラ^における溶離時間tlとtIとの
時間的余裕差Δtは4.3分と実施例IK比べて時間的
余裕が倍増した。  □実施例4 実施例1において、定常状態に達したのち、りa q 
)カーブのメタキシレン(MX)の前端をその前のり四
!トカーツのパラキシレン(px)の後端に一部分重な
るようにキシレン混合物及び脱着剣を供給し、館5図に
示すようなり四マトカーツを得た。
第5図に示したように、ノタラキシレン1.5gを回収
することの出来る領域(図の斜線部)は第1サイクル3
8.2〜41.5分、第2サイクル54.2〜57.5
分でサイクル時間は16分であシ1本例のようにクロマ
トカーブを重ねた場合の重ねなかった場合(実施例1:
18.5分)に対するサイクル時間比は0.86であシ
%また/譬うキシレン1.5Iを分取するのに要した脱
着剤の使用量比は。
であった、tた定常状態になりたときのりay)グラム
の時間的余裕差jtは1.7〜10分で実施例1のΔt
と七ガはど変らなかった。
実施例5 実施例1において、定常状態に達した後、第6図に示す
ように、/#ラキシレン(px)が低蟲度でティリング
する部分Cを新たに分割し、この部分c (px と脱
着剤との混合物)は脱着剤を分離することなく、そのま
ま混合中フランムの供給直前に(脱着剤の一部として)
カラふに供給し、即ち、混合物C→混合キシフラム→混
合キシレyB→脱着剤のl[Kカラムに供給してクロマ
ト展開を行危り九、クロマト展開りは実施例1の場合と
殆んど変化が無かりた。
このようにしてpxを低饅度で含む混合物Cをそのiま
混合キシレンムの供給直前にカッ゛ムに供給することに
よシ実施例1の場合に比較して分離すべき脱着前の量は
約0.75倍に減少し、定常状態時の溶離時間余裕差Δ
tは約1.6〜1.8分であった・ 比較例3 シャケ、ト、上下部に液分散用デストリ2P& ”ター
及び液集合用コレクターを有する1、内径8箇及ヒ長さ
smのステンレス製クロマトカラム1本から成るクロマ
ト分離装置を用意した。このクロマト分離装雪のカラム
に%カリウムイオン交換したxmのゼオライト(lO′
o〜300μ)を充填した。
ゼオライトを充填し終ったカラムを温度70℃に保持し
、先ず脱着剤(雛−ツ÷ルエーテル)を供給してゼオツ
イシをコンディジ、ニンダし、次いで原料被分離物質混
合物として・−ジエチルベンゼン(o −DIM ) 
37%* m−yエチルベンゼン(m−DIB)28−
及びシージエチルベンゼン(p−DIll)38110
混合物1gIIを微量定量タンプにて8.4CC/分の
一定速度で供給し、この混合物の吸着帯を形成した。そ
の後、前記脱着剤をカラ1に8.4仁/分の一定速度で
供給し、前記混合物の吸着帯を展開した。
カラムの底部よシ流出する溶離液を1CCずつのフラク
ションに分割して採取し、各ナンlル液の組成をfスク
ロマトダラ7′イーで定量し、第7図に示したようなり
ロマトダラムを得た。
この分析値から純度9s−でシービニチルベンゼンが得
られる溶一時間t・は21.9分であうた。
全く同様な操作を繰ル返しながら%211分以降の7ツ
クシ、ンを繰シ返し分離した。そOwA数と共に得られ
た。シーDIB O純度の経時変化を第112に比較例
3として示した。シーD!3の回収量は平均的t、、s
gであ、た。
実施例6 比較例3において、最初Kp−ジエチルペベンゼン、0
ftl[料渦合物ム中に供給してクロマト展開を奥施し
、@的とするp−ジエチルベンゼン”(p −DlB 
)をカットしたllりの7ツクシ、y中のP−DIll
を含む残余部分を集め、脱着剤を除去したOちo nm
m @合物3を次のサイクルで原料混合物ムと混合する
ヒと表く、原料Dllfi舎物ム→Dll fi舎物1
→脱着剤の順に供給してりaマド展開を行なった。
このようにして得られたクロマFダラムの形状は第81
1に示すような形状であシ、約L84Fのシー DIB
を力、)する時間tlは24.8分でToりた。
t$で力IF)シた残〕Oフラクシ、ンのうちp−Dl
lを含む部分の一部で前記Bと脱着剤を除いた量が同一
量Kする位置であるt@(24,8分)〜〜t、、(1
9,1分)の残余部分を集め、これから脱着剤を蒸留除
去した。かくして新九なりサイクル混合キシvyB (
e−DIM 1.6.1%、m−DIM12.2%、p
−DIB 71.8 % )が12.27jF得られた
。かかるりc1!ト操作を繰シ返したところ。
p −DEBが純度99.0重量−で得られる溶離時間
は平均218分で時間的余裕差Δtは約10分間であシ
、第11!に示すように高純度のp −DIMを安定し
て分離回収することができた。
実施例7 実施例6において混合ジエチルベンゼン1tl!離時間
194〜2L6分の溶離混合Vエチルペン−WyJ  
(*−DIM 30 %、m−f)鳶123−及びp 
−DgB 47−の組成で6.37j)と溶離時間21
.6〜24.8分の溶離混合ジエチルベンゼンB、(@
−DIilLIL m−0110,5−及びp−DKB
98.4’1C)Ill威で5.901i)とに分m採
取し、それぞれ脱着剤を除去したのち混合ゾエチルベン
ゼンム→混合ジエチルペンゼ、ン11→混合ゾエチルベ
ンゼンB、→脱着剤のJ[K供給してりpマド展開し、
同様なりロマト操作を繰シ返した・各回の回収p−ジエ
チルペンヤンnilを111表に示した* p−1)罵
Bの平均回収量は2.81であシ%第8図に示し九よう
なり口!トダラムにおけるp −DIBのカット時間t
−とp−D鳶1が純度99.0重量−で得られる溶離時
間t−の時間差Δtは平均的4.2分であうた。
実施例8 実施例6において、第9図に示すように%クロマトカー
ラのノ?7ジエチルベンゼン(p −DlB )が低濃
度でティリングする部分Cを新たに分割し。
ヒO部分C(p −DmBと脱着剤との混合物)は脱着
剤を分離することなく、その11原料混合ゾエチルベン
ゼンムの供給直前K(脱着剤の一部として)カラAK”
供給し、即ち混合物C→混合ジエチルインゼyム→混合
ジエチルペンヤン1→脱着剤01[Kカラムに供給して
クロマト展開を行な9た・り露マドf−りの形状は実施
例6の場合と殆んど変化なかつた。
仁のようkしてシーDllilを低濃度で含む混合物C
をそott原料混合ジエチルペ2?ンムO供給直前にカ
ラムに供給する仁とによシ実施例60場合に比較して分
離すべき脱着剤の量は約0.86倍に減少し、定常状態
にかける溶離時間の余裕差Δtは約2.8〜3.0分で
奉った。
比較例4 ジャケット、上下部に液分散用デストリツユ−ター及び
液集合用コレクターを有する。内径8−及び長さ3.8
mのステンレス製りロiトカラ41本から成るクロマト
分離装筐を用意し九、とのクロマト分離装置のカラムに
、 K−Lt複合イオン交換し&Yllのゼオライト(
40〜250遺)を充填した。
ゼオライトを充填し終ったカラムを温*io。
℃に保持し、先ず脱着剤(イソデWxセルアルーール)
を供給してゼオライトをコンディジ璽エングし1次いで
原料被分離物質混合物ムとしてタレゾール20重量−及
び2.6−キシレノール80重量−の混合物41を微量
定量−ンflcて8.0!SCC/分の一定速度で供給
し、こOI&舎物の吸着帯を形成した。その後、前記脱
着剤をカラムに8.0!!cc1分の一定速度で供給し
、#i記混合物の吸着帯を展開した。
カラムの底部よシ流出する溶離[1ICCずつのフラタ
シ、ンに分割して採取し、各サンプル液Oクレゾール含
量をfスク■マトグラツィーで定量し%[1&1に示し
たよりなりaマトダツム(X酸分: 2.@、キシレノ
ール、Y成分:クレゾール)を得た。この分析値から純
度93−でクレゾールが得られる溶離時間は20.6分
であった。全く同様な操作を繰シ返しながら、10.6
分以降のフラクシ璽ンを繰シ返し分取した。その回数と
共に得られえクレゾールの純度の経時変化をgi!I!
に比較例意として示し喪、クレゾールの回収量は平均的
&、1jであう良。
実施例9 比較例4で用いたのと同じカラムを用いて最初にクレゾ
ール15jを前記原料被分離混合物に添加して比職例4
と同様にクロマト展開した。仁のようにして得られた夕
aw)ダラムは第2WJに示しえよう1形状(X酸分:
2.6−4シレノール、Y成分:クレゾール)であ°p
、比較例4と同じ量8.11Oクレゾールを力、トシた
残シのフックジョンのうち、クレゾールを含む残余部分
を桑め。
これから脱着剤を**除去した。かくして得られた混合
物Bを用いて1次のりtiマF展開においては、先ず混
合物ムを供給し1次いで混合物1を供給する方法によシ
フ四マド展開を行なうえ。
ヒOようにして得られたクロマトグラムの形状は第2m
に示すような形状となシ、クレゾール8、IJFを得る
ためのカット時間tlは18.7分であった。tsでカ
ットした残シリフックシ璽ンのうちクレゾールを含む部
分の一部で前記1と同一の量になる位置である16.8
〜18.7分の残余部分を集め、これから脱着剤を蒸留
除去し、新たなリサイクル混合波が得られた。
か−るりay)操作を繰シ返したとヒろ、クレゾールを
純[9g−で得るためのカット時間は平均16.6分で
時間的余裕差Δtは約2.1分であp1第1表に示すよ
うに高純度のクレゾールを安定して分離回収することが
できた。
【図面の簡単な説明】
嬉1図はX、Y2威分系の典型的なりロマトダラムであ
シ、溶出時間t1は90−純度でY成分を分離できるカ
ット時間を示す。 館2図は第1図のX、Y2成分系に本発明方法を適用し
た場合の典型的なりロマトグラムであシ、tsFi第1
図のtlで力、トシて堆得し九Y成分の量と同じ量のY
成分をカットできる溶出時間を示しs tsは90−純
度でY成分を分離できるカット時間を示す。 第3図は比較例1のクロiトダ2ムであシ。 taldL51の/譬ツ命フランを分取するためのカッ
ト時間を示す。 第4図は実施例IKおけ本/ロマトダラムの概略図であ
シ%tsは比較例1と同じ量の/4ラキシレンを分取す
るためのカット時間%t・はj4ラキシレンがN度99
.5重量−で得られる力、ト時間を示す。 第5図は実施例40りc1マトダツムである。 第6図は実施例5のりa w )ダラムである。 第7図は比較例3のクロマFダツムであル、溶出時間t
・は18Fのp−ジエチルベンゼンが99−純度で得ら
れるカット時間を示す・第8図は実施例6の夕■マトダ
ラムで奈り、溶出時間t・は比較例3と同じ量のp−ジ
エチルペy−vyt分取するためのカット時間、tIは
シーゾエチルペンゼyが純度99−で得られるカット時
間を示す。 第9図は実施例80クロマトダラムである。 特許出願人 旭化成工業株式金社 特許出願代理人 弁理士 青 木   朗 弁理士 画 館 和 之 弁理士 石 1)  敬 弁理士 山 口 昭 之

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、吸着剤を充填したカラムに複数種の物質の原料混合
    物と脱着剤とを交互に供給して前記原料混合物の吸着帯
    を形成移動させつつ溶出部分より目的成分を目sn*以
    上で取得するに蟲り、目的成分を分離取得した後、残余
    の目的成分を含む部分の少なくとも一部でToうで原料
    混合物より高い淡度で目的成分を含む部分を脱着剤を実
    質的に除去したものと原料混合物とを引き続いて脱着剤
    の供給前に逐次的にカラムに供給してカラムを通過する
    目的敬分の全体量を原料混合物中の目的成分量より増や
    して目的成分を吸着分離することを特徴とする吸着分離
    方法。 2、原料混合物と脱着剤との間にカラムに供給する前記
    残余の目的成分を含む部分を8つ以上に分割してこれを
    溶出層にカラムに供給するヒとを特徴とする特許請求の
    範囲第1項に記載の方法。 3、吸着剤を充填したカラムに複数種の物質の原料混合
    物ムと脱着剤とを交互に供給して前記原料混合物ム01
    に着帯を形成移動させつつ溶出部分より目的成分を目標
    II&変以上で取得するに轟ヤ、目的成分を低いamで
    含む脱着剤とOs会物Cを分離して目的成分を分取した
    後、残余の目的成分を含む部分の少なくとも一部であっ
    て目的成分を原料混合物より高いIl直で含む部分から
    脱着剤を実質的に除去した混合物1を回収し、引亀絖い
    て(1)Il11会物C→原料混合物ム→混合物1→脱
    着剤又は (−)原料混合物ム→混合物1→混合物C+脱着剤の願
    に引き続きかつ逐次的にカッ^に供給してカ  。 ラムを通過する目的成分の全体量を原料混合物中の目的
    成分より増やして目的成分を吸着分離大ることを特徴と
    すゐ吸着分離方法・
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59199765A (ja) * 1983-04-27 1984-11-12 Canon Inc 染料精製装置
WO1991013046A1 (en) * 1990-02-23 1991-09-05 Daicel Chemical Industries, Ltd. Process for separating optical isomers

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