KR101467670B1 - Apparatus and method for improving the separation performance by simulated moving bed with backfill of product - Google Patents

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Abstract

본 발명은 분리대상 혼합물 유입포트, 라피네이트 배출포트, 탈착제 유입포트, 추출물 배출포트, 및 상기 라피네이트 배출포트 및 추출물 배출포트로부터 선택된 하나 이상의 배출포트에서 배출된 생산물을 재주입하는 하나 이상의 생산물 재주입 포트를 포함하는 포트 유니트;
상호 인접하는 2개의 포트를 각각 연결하는 크로마토그라피 구간을 포함하는 크로마토그라피 유니트; 및
설정된 시간마다 각 포트들의 이동을 제어하는 하나 이상의 밸브를 포함하는 밸브 유니트를 포함하는 유사 이동층 흡착 분리 장치에 관한 것으로,
본 발명에서는 생산물 중 일부를 생산물 재주입 포트를 통해 재주입함으로써, 최종 제품의 순도를 포함한 분리 공정 효율을 향상시킬 수 있다.
The present invention provides a method for re-injecting a product discharged from a discharge port selected for separation, a raffinate discharge port, a desorbent inlet port, an extract discharge port, and at least one discharge port selected from the raffinate discharge port and the extract discharge port, A port unit including a re-injection port;
A chromatographic unit including a chromatographic section for connecting two mutually adjacent ports; And
And a valve unit including at least one valve for controlling the movement of each of the ports at a predetermined time,
In the present invention, the efficiency of the separation process including the purity of the final product can be improved by re-injecting a part of the product through the product re-injection port.

Description

혼합물 분리향상을 위한 생산물 재주입 단계를 갖는 유사 이동층 흡착 분리 장치 및 분리방법{Apparatus and method for improving the separation performance by simulated moving bed with backfill of product}Technical Field [0001] The present invention relates to an adsorptive separation apparatus and a separation method for a moving bed adsorption separation apparatus having a product re-

본 발명은 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 장치 및 분리방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 생산물 재주입 포트를 추가하여 생산물 중 일부를 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 장치에 다시 주입시켜 분리 효율을 향상시킬 수 있는 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 장치 및 분리방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a sorbent separation and separation method for a similar mobile layer (SMB), and more specifically, by adding a product re-injection port, a part of the product is injected again into a similar mobile layer (SMB) (SMB) adsorbing and separating apparatus and a separating method which can be applied to the adsorbent.

흡착 분리방법은 분리과정에서 상 변화가 없어 물질의 안정성 확보에 용이한 분리방법이다. The adsorption separation method is an easy separation method for securing the stability of the material because there is no phase change during the separation process.

이러한 흡착 분리방법 중에서 액상 흡착 분리방법으로는 크로마토그라피 분리방법이 많이 사용되고 있다. 이 중, 유사 이동층 흡착 분리 방법(simulated moving bed, SMB)은 1961년 미국특허 제2,985,589호 에서 제안된 분리 기술로, 다수의 컬럼을 이용하여 연속적으로 분리함으로써 기존의 회분식 크로마토그라피에 비해 순도 및 생산성이 우수하고, 적은 용매의 사용이 가능하다는 장점을 지닌다. Among these adsorption separation methods, a chromatographic separation method is widely used as a liquid adsorption separation method. Among them, the simulated moving bed (SMB) is a separation technique proposed in US Pat. No. 2,985,589 in 1961, in which a plurality of columns are continuously separated to obtain purity and stability It has an advantage of being excellent in productivity and capable of using a small amount of solvent.

도 1은 종래의 일반적인 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 장치의 공정도를 나타낸다. 일반적인 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 장치는 하나 또는 그 이상의 컬럼으로 구성된 4개의 구간과 각 구간 사이에 위치한 탈착제(desorbent) 유입 포트, 강 흡착질인 추출물(extract) 배출 포트, 분리대상 혼합물(feed) 유입 포트 및 약 흡착질인 라피네이트(raffinate) 배출 포트로 구성된다. FIG. 1 shows a flow chart of a conventional adsorption / separation apparatus for a similar moving bed (SMB). A typical similar moving bed (SMB) adsorption separation apparatus comprises four sections consisting of one or more columns and a desorbent inlet port located between the respective sections, an extract outlet port which is a strong adsorbate, ) Inlet port and a raffinate outlet port which is a weakly adsorbent material.

탈착제로는 이동상 유체(eluent)가 사용되며, 이는 구간 Ⅳ와 구간 Ⅰ사이의 탈착제 유입 포트로 주입될 수 있다. 또한 분리 대상인 유체 혼합물은 구간 Ⅱ와 구간 Ⅲ 사이의 분리대상 혼합물 유입 포트로 주입될 수 있다. 상기 SMB 흡착 분리 장치로 주입된 혼합물은 이동상 유체의 이동에 따라 구간 Ⅲ을 지나면서 흡착제와의 상호 작용의 크기에 따른 분리가 이뤄지게 되어, 약 흡착질인 라피네이트는 강 흡착질인 추출물보다 빠른 속도로 구간 Ⅲ을 이동하게 된다. A mobile phase fluid (eluent) is used as the desorbent, which can be injected into the desorbent inlet port between section IV and section I. The fluid mixture to be separated can also be injected into the inlet port of the mixture to be separated between sections II and III. The mixture injected into the SMB adsorptive separation apparatus is separated according to the size of the interaction with the adsorbent passing through the section III according to the movement of the mobile phase fluid and the weakly adsorbed raffinate is separated from the adsorbent III.

상기 SMB 흡착 분리 공정에서는 일정 시간마다 모든 유입 및 유출 포트를 이동상 유체의 이동방향으로 한 컬럼 이동시켜서 마치 각 컬럼이 이동상 유체의 이동방향의 반대 방향으로 이동한 것과 같은 이동상 유체와 고정상 액체간의 향류 효과를 만들어내는데, 이 때, 각 포트의 이동을 스위치(switch), 각 스위치 간의 시간 간격을 스위치 시간(switch time, tSW) 또는 스위칭 구간(switching period)라고 부른다. In the SMB adsorption / separation step, all of the inflow and outflow ports are moved in the direction of movement of the mobile phase fluid, and the countercurrent effect between the mobile phase fluid and the fixed phase liquid, such as the movement of each column in the direction opposite to the movement direction of the mobile phase fluid, In this case, the movement of each port is called a switch, and the time interval between each switch is called a switch time (t SW ) or a switching period.

스위치 시간(또는 스위칭 구간)은 라피네이트 및 추출물이 흡착제를 통과하는 속도의 중간 속도로 각 포트가 이동할 수 있도록 정해지므로 스위치가 수 회 반복되는 동안 라피네이트는 혼합물 주입포트에서 유체의 이동방향으로, 추출물은 그 반대 방향으로 서서히 이동하게 된다. 속도가 빠른 라피네이트 물질은 구간 Ⅲ을 통과하여 구간 Ⅲ과 구간 Ⅳ 사이에 위치하는 라피네이트 배출 포트에서 생산물로 얻어지며, 강 흡착질인 추출물 물질은 구간Ⅰ까지 이동하여 탈착제인 이동상 유체에 의해 탈착되면서 구간 Ⅰ과 구간 Ⅱ사이의 추출물 배출 포트에서 생산물로 얻어지게 된다. The switch time (or switching interval) is set so that each port can travel at a median rate of the rate at which the raffinate and the extract pass through the adsorbent, so that the raffinate is moved from the mixture injection port to the direction of fluid movement, The extract is slowly moved in the opposite direction. The fast raffinate material is obtained as a product through a raffinate outlet port located between section III and IV through section III and the extractive material as a strong adsorbent is moved to section I and desorbed by a mobile phase fluid, And is obtained as a product at the outlet port between Extension I and Extension II.

이와 같이, 상기 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 공정은 분리대상 혼합물의 주입과 라피네이트 및 추출물의 생산이 연속적으로 이루어지는 공정이다. As described above, the adsorption / separation process for the similar mobile layer (SMB) is a process in which the separation target mixture is injected and the raffinate and the extract are continuously produced.

도 2는 도 1에 도시된 일반적인 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 공정에서, 주기적 정상상태(cyclic steady state)에 도달 했을 때, 한 스위칭 구간 내 시간에 따른 두 생산물 포트에서의 농도 구배를 보여준다. 구체적으로, 도 2(a) 및 도 2(b)는 각각 추출물(extract) 배출 포트 및 라피네이트(raffinate) 배출 포트에서의 농도 구배를 나타낸다.FIG. 2 shows the concentration gradient in the two product ports over time in one switching period when a cyclic steady state is reached in the typical SMB adsorption separation process shown in FIG. Specifically, Figures 2 (a) and 2 (b) show concentration gradients at the extract outlet port and the raffinate outlet port, respectively.

상기 도 2(a)의 추출물 배출 포트에서는, 불순물인 라피네이트 물질의 대부분이 스위칭 구간의 전반부에서 나오고 있으며, 또한, 도 2(b)의 라피네이트 배출포트에서는, 불순물인 추출물 물질의 대부분이 스위치 시간의 후반부에 나오고 있다. 이와 같이, 추출물 배출 포트에서 스위칭 구간의 전반부, 라피네이트 배출 포트에서 스위칭 구간의 후반부에 배출되는 불순물이 일반적인 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 장치의 분리 효율을 저하시키는 요인이 된다. 2 (a), most of the raffinate material, which is an impurity, comes out from the front half of the switching section, and in the raffinate outlet port of Fig. 2 (b), most of the extract material, It is coming out later in the hour. As described above, the impurities discharged from the extract outlet port to the rear half of the switching section in the front half of the switching section and the raffinate outlet port are factors that lower the separation efficiency of the general SMB adsorptive separation apparatus.

또한, 최근 정밀화학, 약학 분야에서 물리화학적 성질이 비슷한 광학 이성질체의 분리가 요구되고 있어, 분리 효율의 상향이 요구된다.
In recent years, separation of optical isomers having similar physicochemical properties is required in the field of fine chemicals and pharmacy, and the separation efficiency is required to be increased.

본 발명은 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 공정에서 배출되는 생산물의 일부를 생산물 재주입 포트를 이용하여 재주입 함으로써, 높은 순도의 생산물을 얻을 수 있고, 공정 효율을 향상 시킬 수 있는 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 장치 및 분리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
In the present invention, a product of high purity can be obtained by re-injecting a part of the product discharged from the similar mobile layer (SMB) adsorption / separation step using a product re-injection port, and a similar moving layer SMB) adsorption separation apparatus and separation method.

본 발명에서는 분리대상 혼합물 유입포트, 라피네이트 배출포트, 탈착제 유입포트, 추출물 배출포트, 및 상기 라피네이트 배출포트 및 추출물 배출포트로부터 선택된 하나 이상의 배출포트에서 배출된 생산물을 재주입하는 하나 이상의 생산물 재주입 포트를 포함하는 포트 유니트;In the present invention, at least one product for re-injecting a product discharged from a separation object mixture inlet port, a raffinate outlet port, a desorbent inlet port, an extract outlet port, and at least one outlet port selected from the raffinate outlet port and the extract outlet port A port unit including a re-injection port;

상호 인접하는 2개의 포트를 각각 연결하는 크로마토그라피 구간을 포함하는 크로마토그라피 유니트; 및 A chromatographic unit including a chromatographic section for connecting two mutually adjacent ports; And

설정된 시간마다 각 포트들의 이동을 제어하는 하나 이상의 밸브를 포함하는 밸브 유니트를 포함하는 유사 이동층 흡착 분리 장치를 제공한다.And a valve unit including at least one valve for controlling the movement of each of the ports at predetermined time intervals.

또한, 본 발명에서는 분리대상 혼합물 유입포트, 라피네이트 배출포트, 탈착제 유입포트, 추출물 배출포트, 인접하는 2개의 포트를 연결하는 크로마토그라피 구간, 설정된 시간마다 각 포트들의 이동을 제어하는 밸브를 포함하는 유사 이동층 흡착 분리 장치를 사용하는 혼합물의 분리방법에 있어서, Also, in the present invention, it is preferable to include a valve for controlling the movement of each port at a set time, a chromatographic section for connecting the separation target mixture inlet port, the raffinate outlet port, the desorbent inlet port, the extract outlet port, Wherein the adsorbent is adsorbed on the adsorbent layer,

라피네이트 배출포트 및 추출물 배출포트로부터 선택된 하나 이상의 배출포트에서 배출된 생산물을 재주입하는 단계를 포함하는 혼합물의 분리 방법을 제공한다.
Refining the product discharged from at least one discharge port selected from a raffinate discharge port and an extract discharge port.

본 발명에 따른 혼합물의 분리방법에서는 생산물의 일부를 생산물 재주입 포트를 통해 재주입함으로써, 생산물의 순도를 극대화시킬 수 있으며, 유사 이동층(SMB) 분리 장치의 분리 효율을 극대화시킬 수 있다. In the method of separating a mixture according to the present invention, the purity of the product can be maximized by re-injecting a part of the product through the product re-injection port, and the separation efficiency of the SMB separator can be maximized.

또한, 생산물 재주입 포트에 의해 각 구간의 유량이 재조정됨으로써, 생산물의 순도를 향상시킬 수 있다.
In addition, the flow rate of each section is readjusted by the product re-injection port, thereby improving the purity of the product.

도 1은 종래의 일반적인 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 장치의 운전방법을 나타내는 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 SMB 흡착 분리 장치의 운전방법에서 각 포트에서의 농도 구배를 나타내는 그래프로서, 각각 추출물 배출포트에서의 농도 구배(a) 및 라피네이트 배출포트에서의 농도 구배(b)를 나타낸다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 장치 및 상기 분리 장치의 운전방법을 나타내는 개념도이다.
1 is a conceptual diagram showing a conventional method of operating a similar adsorption / separation layer (SMB) adsorption / separation apparatus.
FIG. 2 is a graph showing the concentration gradient at each port in the operation method of the SMB adsorption separation apparatus shown in FIG. 1, wherein the concentration gradient (a) at the extract outlet port and the concentration gradient (b) at the raffinate outlet port, .
FIG. 3 and FIG. 4 are conceptual diagrams showing a similar mobile layer (SMB) adsorption / separation apparatus and a method of operating the separation apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 분리대상 혼합물 유입포트, 라피네이트 배출포트, 탈착제 유입포트, 추출물 배출포트, 및 상기 라피네이트 배출포트 및 추출물 배출포트로부터 선택된 하나 이상의 배출포트에서 배출된 생산물을 재주입하는 하나 이상의 생산물 재주입 포트를 포함하는 포트 유니트;The present invention provides a method for re-injecting a product discharged from a discharge port selected for separation, a raffinate discharge port, a desorbent inlet port, an extract discharge port, and at least one discharge port selected from the raffinate discharge port and the extract discharge port, A port unit including a re-injection port;

상호 인접하는 2개의 포트를 각각 연결하는 크로마토그라피 구간을 포함하는 크로마토그라피 유니트; 및 A chromatographic unit including a chromatographic section for connecting two mutually adjacent ports; And

설정된 시간마다 각 포트들의 이동을 제어하는 하나 이상의 밸브를 포함하는 밸브 유니트를 포함하는 유사 이동층 흡착 분리 장치에 관한 것이다.
And a valve unit including at least one valve for controlling the movement of each of the ports at predetermined time intervals.

이하, 본 발명에 따른 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 장치를 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the adsorption-desorption device for the like moving bed (SMB) according to the present invention will be described in more detail.

본 발명의 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 장치에서, 포트 유니트는 분리대상 혼합물 유입포트, 라피네이트 배출포트, 탈착제 유입포트, 추출물 배출포트 및 생산물 재주입 포트로 구성된다. 상기 생산물 재주입 포트에서는 라피네이트 배출포트 및 추출물 배출포트로부터 선택된 하나 이상의 배출포트에서 배출된 생산물의 재주입이 수행되며, 분리 장치 내에 하나 이상, 구체적으로는 두 개의 생산물 재주입 포트가 형성될 수 있다. In a similar moving bed (SMB) adsorption separation apparatus of the present invention, the port unit is composed of a separation subject mixture inlet port, a raffinate outlet port, a desorbent inlet port, an extract outlet port, and a product re-inlet port. In the product re-injection port, re-injection of the product discharged from one or more discharge ports selected from a raffinate discharge port and an extract discharge port is performed, and one or more, specifically two product re- have.

본 발명의 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 장치에서 크로마토그라피 유니트는 크로마토그라피 구간을 포함하며, 상기 크로마토그라피 구간은 인접하는 2개의 포트들을 연결한다. 상기 크로마토그라피 구간의 수는 특별히 제한되지 않으며, 4개 이상, 구체적으로는 4개 내지 7개 일 수 있다.The chromatographic unit in the similar mobile bed (SMB) adsorption separation apparatus of the present invention includes a chromatographic section, which connects two adjacent ports. The number of chromatographic sections is not particularly limited and may be 4 or more, specifically 4 to 7.

일반적인 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 장치는 3개 내지 5개의 크로마토그라피 구간을 갖는데, 상기 크로마토그라피 구간이 3개일 경우 개방 루프를, 4개 내지 5개일 경우에는 폐쇄루프를 가질 수 있다. 본 발명에서는 일반적인 SMB 장치에 생산물 재주입 포트가 형성되므로, 크로마토그라피 구간의 수가 4개 내지 5개일 경우, 분리 장치가 개방 루프를 가질 수 있으며, 구간의 수가 5개 내지 7개 일 경우, 분리 장치가 연결된 구조인 폐쇄 루프를 가질 수 있다.Typical similar moving bed (SMB) adsorbing and separating devices have three to five chromatographic sections, which may have an open loop when there are three chromatographic sections and a closed loop when there are four to five chromatographic sections. In the present invention, since a product re-injection port is formed in a general SMB device, when the number of chromatographic segments is four to five, the separation device may have an open loop. When the number of segments is 5 to 7, Lt; RTI ID = 0.0 > closed loop. ≪ / RTI >

상기 크로마토그라피 구간은 1개 이상의 크로마토그라피 컬럼을 포함할 수 있으며, 구체적으로는 1개 내지 5개, 보다 구체적으로는 1개 내지 2개의 크로마토그라피 컬럼을 포함할 수 있다. The chromatographic section may comprise at least one chromatographic column, and may in particular comprise from 1 to 5, more particularly from 1 to 2 chromatographic columns.

본 발명에 따른 분리 장치에서 밸브 유니트는 하나 이상의 밸브를 포함하며, 상기 밸브는 설정된 전체 스위치 시간마다 각 포트의 이동을 제어하는 역할을 수행한다. 이에 의해, 본 발명에 따른 분리 장치에서는 유체의 이동에 대한 고정상의 향류 흐름의 모사가 가능하다. 또한, 본 발명에서 사용되는 밸브는 생산물 재주입 포트로 재주입되는 생산물의 재주입 시간을 조절하거나 재주입되는 생산물의 종류를 선택하는 역할을 수행할 수도 있다. 상기 밸브의 종류는 이 분야에서 일반적으로 사용되는 밸브라면 특별히 제한되지 않고, 구체적으로, 로터리 밸브, 다방향 밸브, 다기능성 밸브 및 온-오프 밸브 등을 사용할 수 있다. In the separation apparatus according to the present invention, the valve unit includes at least one valve, and the valve controls the movement of each port at the set total switch time. Thus, in the separation apparatus according to the present invention, it is possible to simulate the countercurrent flow of the fixed phase with respect to the movement of the fluid. In addition, the valve used in the present invention may control the re-injection time of the product re-injected into the product re-injection port or select the type of the product to be re-injected. The type of the valve is not particularly limited as long as it is a valve commonly used in this field. Specifically, a rotary valve, a multi-directional valve, a multifunctional valve, and an on-off valve can be used.

본 발명에서 생산물 재주입 포트는 전술한 바와 같이, 라피네이트 배출포트 및 추출물 배출포트로부터 선택된 하나 이상의 배출포트에서 배출된 생산물을 재주입하는 역할을 수행한다. In the present invention, the product re-injection port serves to reinject products discharged from one or more discharge ports selected from the raffinate discharge port and the extract discharge port, as described above.

상기 생산물 재주입 포트의 형성 위치는 특별히 제한되지 않으며, 추출물 배출포트와 분리대상 혼합물 유입포트 사이에 형성될 수 있다. The formation position of the product re-injection port is not particularly limited and may be formed between the extraction port and the separation port.

상기 추출물 배출포트와 분리대상 혼합물 유입포트 사이에 형성된 생산물 재주입 포트는 추출물 배출포트에서 배출된 생산물이 재주입될 수 있는데, 이 때, 생산물 재주입 포트를 추출물 생산물 재주입 포트라 할 수 있다. The product re-injection port formed between the extract outlet port and the separation object inlet port may be re-injected with the product discharged from the extract outlet port. In this case, the product re-injection port may be referred to as an extract product re-injection port.

또한, 생산물 재주입 포트는 라피네이트 배출포트와 분리대상 혼합물 유입포트 사이에 형성될 수 있다. 상기 라피네이트 배출포트와 분리대상 혼합물 유입포트 사이에 형성된 생산물 재주입 포트는 라피네이트 배출포트에서 배출된 생산물이 재주입될 수 있는데, 이 때, 생산물 재주입 포트를 라피네이트 생산물 재주입 포트라 할 수 있다. Also, the product re-injection port may be formed between the raffinate outlet port and the separation subject mixture inlet port. The product re-injection port formed between the raffinate outlet port and the separation subject compound inlet port can be re-injected with the product discharged from the raffinate outlet port, wherein the product re- have.

구체적으로, 본 발명의 생산물 재주입 포트는 추출물 배출포트와 분리대상 혼합물 유입포트 사이; 및 라피네이트 배출포트와 분리대상 혼합물 유입포트 사이에 각각 형성되는 것이 바람직하다. 상기 추출물 배출포트와 분리대상 혼합물 유입포트 사이에 형성된 생산물 재주입 포트에서는 추출물 배출포트에서 배출된 생산물을 재주입하고, 라피네이트 배출포트와 분리대상 혼합물 유입포트 사이에 형성된 생산물 재주입 포트에서는 라피네이트 배출포트에서 배출된 생산물을 재주입할 수 있다.Specifically, the product re-injection port of the present invention comprises: a port between an extract outlet port and a separation object mixture inlet port; And between the raffinate discharge port and the separation target mixture inlet port. In the product re-injection port formed between the extract outlet port and the separation-object mixture inlet port, the product discharged from the extract outlet port is re-injected. In the product re-injection port formed between the raffinate outlet port and the separation- The product discharged from the discharge port can be re-injected.

본 발명에서는 생산물을 생산물 재주입 포트로 공급하기 위한 펌프를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 상기 생산물 재주입 포트와 연결된 밸브는 재주입되는 생산물의 재주입 시간을 조절하거나 재주입되는 생산물의 종류를 선택하는 역할을 수행할 수 있다.
The present invention may further include a pump for supplying the product to the product re-injection port. In addition, the valve connected to the product re-injection port may regulate the re-injection time of the re-injected product or select the type of product to be re-injected.

또한, 본 발명은 분리대상 혼합물 유입포트, 라피네이트 배출포트, 탈착제 유입포트, 추출물 배출포트, 인접하는 2개의 포트를 연결하는 크로마토그라피 구간, 설정된 시간마다 각 포트들의 이동을 제어하는 밸브를 포함하는 유사 이동층 흡착 분리 장치를 사용하는 혼합물의 분리방법에 있어서,In addition, the present invention is characterized by including a valve for controlling the movement of each port at a set time, a chromatographic section for connecting a separation target mixture inlet port, a raffinate outlet port, a desorbent inlet port, an extract outlet port, Wherein the adsorbent is adsorbed on the adsorbent layer,

라피네이트 배출포트 및 추출물 배출포트로부터 선택된 하나 이상의 배출포트에서 배출된 생산물을 재주입하는 단계를 포함하는 혼합물의 분리 방법에 관한 것이다.
A raffinate outlet port, and an extract outlet port. The present invention also relates to a method of separating a mixture comprising the steps of:

이하, 본 발명에 따른 혼합물의 분리 방법을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the separation method of the mixture according to the present invention will be described in more detail.

본 발명의 혼합물의 분리 방법에 사용되는 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 장치는 앞에서 전술한 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 장치일 수 있다. The similar moving bed (SMB) adsorbing and separating apparatus used in the separation method of the present invention may be the above-described similar moving bed (SMB) adsorbing and separating apparatus.

본 발명에서 라피네이트 배출포트 및 추출물 배출포트로부터 선택된 하나 이상의 배출포트에서 배출된 생산물의 재주입은 생산물 재주입 포트를 통해 이루어질 수 있다. In the present invention, reintroduction of the product discharged at one or more discharge ports selected from the raffinate discharge port and the extract discharge port can be effected through the product re-injection port.

구체적으로, 생산물을 재주입하는 단계는 추출물 배출포트로부터 배출되는 생산물의 일부를 추출물 생산물 재주입 포트로 재주입하는 단계; 및 Specifically, the step of re-injecting the product may include re-injecting a portion of the product discharged from the extract discharge port into the extract product re-injection port; And

라피네이트 배출포트로부터 배출되는 생산물의 일부를 라피네이트 생산물 재주입 포트로 재주입하는 단계로부터 선택된 하나 이상의 단계를 포함할 수 있다. And re-injecting a portion of the product discharged from the raffinate outlet port into the raffinate product re-injection port.

이 때, 추출물 생산물 재주입 포트는 추출물 배출포트와 분리대상 혼합물 유입포트 사이에 형성되며, 라피네이트 생산물 재주입 포트는 라피네이트 배출포트와 분리대상 혼합물 유입포트 사이에 형성될 수 있다.At this time, the extract product re-injection port is formed between the extract outlet port and the separation subject mixture inlet port, and the raffinate product re-injection port can be formed between the raffinate outlet port and the separation subject mixture inlet port.

상기 생산물 재주입 포트를 통한 생산물의 재주입은 전체 스위치 시간의 설정된 재사용 시간 동안 재사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 생산물의 재주입은 전체 스위치 시간의 일부 또는 전체 시간 동안 수행될 수 있으며, 보다 구체적으로는 재주입 효과를 높이기 위하여 전체 스위치 시간의 10% 이상, 구체적으로 20% 이상, 보다 구체적으로 30% 이상 재주입이 수행될 수 있다. Entrainment of product through the product re-injection port can be reused for a set reuse time of the entire switch time. Specifically, the re-entry of the product may be performed for a part or all of the total switch time, and more specifically, 10% or more, specifically 20% or more, more specifically 30 % Or more can be performed.

특히, 추출물 생산물 재주입 포트 및 라피네이트 생산물 재주입 포트를 함께 사용하는 경우, 생산물의 재주입은 두 생산물 재주입 포트를 동시에 사용하여 수행되거나, 두 재주입 포트를 번갈아 사용하여 수행될 수 있다. In particular, when using both the extract product re-injection port and the raffinate product re-injection port, re-entry of the product can be performed using both product re-injection ports simultaneously, or alternatively using two re-injection ports.

또한, 생산물 재주입 포트를 통해 재주입되는 생산물의 함량은 특별히 제한되지 않으며, 전체 스위치 시간 동안 유사 이동층 흡착 분리 장치에 투입되는 분리대상 혼합물 및 생산물의 투입량의 5 내지 80 wt%, 구체적으로 10 내지 60 wt%일 수 있다. 상기 투입량 범위에서 재주입 효과를 극대화할 수 있으며, 투입량이 5 wt% 미만이면, 생산물의 재주입량이 적어서 재주입 효과가 미비할 수 있고, 80 wt%를 초과하면, 분리대상 혼합물의 투입량이 적어져 생산성이 감소할 수 있다. The content of the product re-injected through the product re-injection port is not particularly limited, and is preferably 5 to 80 wt%, more preferably 10 to 80 wt% of the amount of the mixture to be separated and the product to be introduced into the similar moving bed adsorption- To 60 wt%. If the amount of re-injection is less than 5 wt%, the amount of reinjection of the product is small and the re-injection effect may be insufficient. If the amount of re-injection is less than 80 wt% Productivity may be reduced.

상기 생산물 재주입 포트로 추출물 생산물 재주입 포트 및 라피네이트 생산물 재주입 포트를 함께 사용하는 경우, 각각의 재주입 포트에 재주입되는 생산물의 함량은 각각 스위치 시간 동안 유사 이동층 흡착 분리 장치에 투입되는 분리대상 혼합물 및 생산물의 투입량의 5 내지 45%, 구체적으로 10 내지 30 wt%일 수 있다. When the product re-injection port and the raffinate product re-injection port are used together as the product re-injection port, the contents of the product re-injected into each re-injection port are respectively inputted to the similar mobile layer adsorption / 5 to 45%, specifically 10 to 30 wt%, of the input amount of the mixture and product to be separated.

본 발명에서 분리대상 혼합물의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 방향족 탄화수소 또는 라세미 혼합물 등 분리가 어려운 물질(selectivity가 낮은 물질)을 포함하는 것이 좋다.
The kind of the mixture to be separated in the present invention is not particularly limited, and it is preferable that the mixture contains a substance which is difficult to be separated (low selectivity substance) such as aromatic hydrocarbon or racemic mixture.

또한, 본 발명은 분리대상 혼합물 유입포트, 라피네이트 배출포트, 탈착제 유입포트, 추출물 배출포트, 상기 라피네이트 배출포트에서 배출된 생산물을 재주입하는 라피네이트 생산물 재주입 포트 및 추출물 배출포트로부터 배출된 생산물을 재주입하는 추출물 생산물 재주입 포트를 포함하는 포트 유니트;The present invention also relates to a method for producing a mixture comprising a mixture inlet port for separation, a raffinate outlet port, a desorbent inlet port, an extract outlet port, a raffinate product material inlet port for re-injecting the product discharged from the raffinate outlet port, A port unit including an extract product re-injection port for re-injecting the product;

상호 인접하는 2개의 포트를 각각 연결하는 6개의 크로마토그라피 구간을 포함하는 크로마토그라피 유니트; 및 A chromatographic unit comprising six chromatographic sections each connecting two ports adjacent to each other; And

설정된 시간마다 각 포트들의 이동을 제어하는 하나 이상의 밸브를 포함하는 밸브 유니트를 포함하는 유사 이동층 흡착 분리 장치에 관한 것이다.
And a valve unit including at least one valve for controlling the movement of each of the ports at predetermined time intervals.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 장치를 사용한 혼합물의 분리방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a method of separating a mixture using a similar mobile bed (SMB) adsorption separation apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this application, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.

본 발명에 따른 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 장치를 사용한 혼합물의 분리방법은 방향족 탄화수소의 혼합물의 분리, 에틸벤젠의 분리 공정, 키랄 화합물의 분리 공정 등에 적용될 수 있으며, 의약품 제조 과정 중 최종 산물 혹은 중간 물질인 라세미 혼합 의약품의 분리 공정 등에 적용될 수 있다.The separation method of the mixture using the adsorption and separation apparatus of the similar moving bed (SMB) according to the present invention can be applied to the separation of the aromatic hydrocarbon mixture, the ethylbenzene separation process, the chiral compound separation process, And the separation process of the racemic mixed medicines as an intermediate.

도 1은 일반적인 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 장치를 도시한 것으로, 상기 분리 장치를 이용한 운전방법에서 4개의 구간은 각기 다른 역할을 담당한다. 구체적으로, 구간 Ⅱ, Ⅲ은 분리 영역으로, 상기 구간 Ⅱ와 Ⅲ 사이의 분리대상 혼합물 유입포트를 통해 주입된 물질 중 흡착력이 약한 물질인 라피네이트(A, raffinate)는 이동상 유체를 따라 이동하여 라피네이트 배출 포트로 배출되며, 흡착력이 강한 물질인 추출물(B, extract)은 흡착제에 흡착되고, 일정 스위치 시간 간격에 따라 상대적으로 컬럼이 유체의 이동 반대 방향으로 움직이게 되므로, 일정 시간이 지난 후 구간 Ⅰ에 도달하여 탈착제인 이동상 유체를 따라 탈착되어 추출물 배출포트로 배출된다. 또한, 구간 Ⅰ과 Ⅳ는 재생 영역으로, 라피네이트 배출포트에서 배출되지 못하고 구간 Ⅳ로 넘어온 라피네이트(A)는 흡착되어 탈착제가 재생 되며, 구간 Ⅰ에서는 탈착제에 의해 흡착되어 구간 Ⅱ에서 넘어온 추출물(B)이 탈착되므로 고정상이 재생된다. FIG. 1 shows a general SMB adsorber and separation unit. In the operation method using the separation unit, four sections play different roles. Particularly, the sections II and III are separation areas, and the raffinate (A, raffinate), which is a substance having weak adsorption power among the materials injected through the inlet port for separation between the sections II and III, moves along the moving- The extract (B, extract), which is a strong adsorbing substance, is adsorbed by the adsorbent, and the column is moved in a direction opposite to the movement of the fluid relative to the predetermined switch time interval. Therefore, And is desorbed along the mobile phase fluid as a desorbent and discharged to the extract outlet port. In addition, the sections I and IV are regeneration zones, and the raffinate (A), which has not been discharged from the raffinate outlet port, is adsorbed to the raffinate (A) to be adsorbed to regenerate the desorbent. In the section I, (B) is detached and thus the stationary phase is regenerated.

한편, 도 2는 일반적인 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 공정의 각 생산물 유출 포트에서의 농도구배를 나타내는 그래프로, 추출물(extract) 배출 포트의 농도 구배(도면2 (a))에서는, 불순물인 라피네이트(raffinate) 물질은 대부분이 스위치 시간(switch time)의 전반부에 존재하고, 라피네이트(raffinate) 배출포트에서의 농도 구배(도면2 (b))에서는, 불순물인 추출물(extract) 물질은 대부분이 스위치 시간(switch time)의 후반부에 존재한다.
FIG. 2 is a graph showing the concentration gradient at each product outlet port of a typical similar mobile bed (SMB) adsorption separation process. In the concentration gradient of the extract outlet port (FIG. 2 (a)), Most of the raffinate material is in the first half of the switch time and in the concentration gradient at the raffinate outlet port (Figure 2 (b)), most of the extract material, which is an impurity, It is present in the latter half of the switch time.

상기 도 2에 나타난 바와 같이, 추출물 및 라피네이트 배출포트에서의 불순물을 줄이기 위해서는, 구간 Ⅱ에 존재하는 라피네이트 물질과 구간 Ⅲ 내에 존재하는 추출물 물질을 함량을 줄여야 한다.As shown in FIG. 2, in order to reduce the impurities in the extract and the raffinate outlet port, the content of the raffinate material present in the section II and the extract material present in the section III must be reduced.

본 발명에서, 도 3 및 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 장치의 개념도 및 상기 분리 장치의 운전방법을 나타내는 개념도이다.3 and 4 are conceptual diagrams of a similar mobile bed (SMB) adsorption / separation apparatus according to an embodiment of the present invention and a conceptual diagram showing a method of operating the separation apparatus.

도 3에 따른 SMB 분리 장치는 혼합물(feed) 유입포트, 라피네이트(raffinate) 배출포트, 탈착제(desorbent) 유입포트, 추출물(extract) 배출포트, 생산물 재주입 포트 1(추출물 생산물 재주입 포트), 생산물 재주입 포트 2(라피네이트 생산물 재주입 포트), 인접하는 2개의 포트를 연결하는 6개의 크로마토그라피 구간(폐쇄 루프), 각 포트들의 이동을 제어하기 위한 밸브를 포함하는 흡착 분리 유니트로 구성된다. 상기 크로마토그라피 구간에서 구간 Ⅰ과 Ⅳ는 2개의 크로마토그래피 컬럼이 배치되며, 구간 Ⅱ-1, Ⅱ-2, Ⅲ-1, Ⅲ-2에는 1개의 크로마토그래피 컬럼이 배치된다. The SMB separator according to Fig. 3 comprises a feed inlet port, a raffinate outlet port, a desorbent inlet port, an extract outlet port, a product re-inlet port 1 (an extract product re- , A product re-injection port 2 (re-inflation product re-injection port), six chromatographic sections (closed loop) connecting two adjacent ports, and a valve for controlling the movement of each port do. In the above chromatography section, two chromatographic columns are arranged for sections I and IV, and one chromatography column is arranged for sections II-1, II-2, III-1 and III-2.

본 발명의 일 실시예에 따른 분리 장치는 구간 Ⅱ-1과 Ⅱ-2 사이 및 구간 Ⅲ-1와 Ⅲ-2 사이에 생산물 재주입 포트를 가지며, 생산물 재주입 포트를 통해 생산물 중 일부를 스위칭 구간의 일부 혹은 전체에 주입하기 위한 펌프 및 밸브 등의 유닛을 포함할 수 있다. The separation device according to an embodiment of the present invention has a product re-injection port between section II-1 and II-2 and between sections III-1 and III-2, Such as a pump and a valve, for injecting a part or all of the liquid.

구간 Ⅰ과 Ⅳ는 전술한 일반적인 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 장치와 동일한 역할을 한다. 일반적인 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 장치에서의 구간 Ⅱ는 생산물 재주입 포트 1이 추가됨으로써 본 발명의 실시예에서 구간 Ⅱ-1과 Ⅱ-2로 나눠지게 된다. 생산물 재주입 포트 1을 통해 추출물 생산물의 일부를 주입하게 되므로 구간 Ⅱ-2는 구간 Ⅱ-1보다 큰 유량을 갖게 되며, 구간 Ⅱ-1과 Ⅱ-2 내에는 일반적인 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 장치 분리방법에서의 구간 Ⅱ보다 추출물 물질이 더 많이 존재하게 된다. Sections I and IV play the same role as the general SMB sorbent separator described above. Section II in a typical similar moving bed (SMB) sorbent separator is divided into sections II-1 and II-2 in the embodiment of the present invention by adding product re-injection port 1. The fraction II-2 has a larger flow rate than the fraction II-1 because part of the product of the extract is injected through the product re-injection port 1. The fraction II-1 and the fraction II- There is more extract material than in section II of the device separation method.

또한, 일반적인 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 장지에서의 구간 Ⅲ은 생산물 재주입 포트 2가 추가됨에 따라 구간 Ⅲ-1과 Ⅲ-2로 나눠지게 된다. 생산물 재주입 포트 2를 통해 라피네이트 생산물의 일부가 주입되게 되어 구간 Ⅲ-1보다 Ⅲ-2는 더 큰 유량을 갖게 되며, 구간 Ⅲ-1과 Ⅲ-2 내에는 일반적인 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 장치 분리방법에서의 구간 Ⅲ보다 라피네이트 물질이 더 많이 존재하게 된다. In addition, section III in the general adsorptive separation layer (SMB) is divided into sections III-1 and III-2 as product re-injection port 2 is added. Part of the raffinate product is injected through product re-injection port 2, so that Ⅲ-2 has a larger flow rate than that of segment III-1, while a similar similar mobile layer (SMB) adsorption is carried out in segments III- There are more raffinate materials than in Region III in the separator separation method.

이 때, 생산물 재주입 포트 1과 생산물 재주입 포트 2로 인해 추가적인 주입 유량이 생기게 되므로 혼합물 주입포트의 유량은 상기 추가적인 주입 유량만큼 줄이는 것이 바람직하다. 그러므로 일반적인 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 장치의 분리방법에서의 구간 Ⅱ의 유량보다 본 발명의 일 실시예에서의 Ⅱ-2의 유량이 커지게 되고, 일반적인 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 장치의 분리방법에서의 구간 Ⅲ의 유량보다 본 발명의 일 실시예에서의 Ⅲ-1의 유량은 더 작아지게 된다. 또한, 분리대상 혼합물 주입포트의 유량이 줄어들게 되면 생산성의 손해가 생길 수 있으므로 조혼합물의 농도를 높여서 주입하는 것이 바람직하다.
At this time, it is preferable that the flow rate of the mixture injection port is reduced by the additional injection flow rate because the product injection port 1 and the product re-injection port 2 cause additional injection flow. Therefore, the flow rate of II-2 in the embodiment of the present invention is larger than the flow rate of the section II in the separation method of a general similar mobile bed (SMB) adsorption separation apparatus, The flow rate of III-1 in the embodiment of the present invention becomes smaller than the flow rate of the section III in the separation method. In addition, if the flow rate of the mixture injection port for separation is reduced, productivity may be deteriorated. Therefore, it is preferable to increase the concentration of the crude mixture.

본 발명에 따른 SMB 장치를 사용하는 혼합물의 분리방법은 다음과 같은 점에서 종래 SMB 분리방법과 차이를 갖는다. The method of separating the mixture using the SMB device according to the present invention differs from the conventional SMB separation method in the following points.

한 스위칭 구간 중 일부 또는 전체동안 라피네이트 생산물의 일부를 혼합물 주입포트와 라피네이트 배출포트 사이에 위치한 생산물 재주입 포트를 통해 주입하고, 추출물 생산물의 일부를 혼합물 주입포트와 추출물 배출포트 사이에 위치한 생산물 재주입 포트를 통해 주입하는 것이다. A portion of the raffinate product is injected through a product re-injection port located between the mixture injection port and the raffinate exit port during some or all of one switching period, and a portion of the product of the product is placed between the mixture inlet port and the extract outlet port Injected through the re-injection port.

구체적으로, 첫째, 생산물 재주입 포트의 존재이다. 일반적인 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 장치와 달리 본 발명에 따른 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 장치는 생산물의 일부를 주입하기 위한 생산물 재주입 포트가 존재한다. Specifically, first, it is the presence of product re-injection port. Unlike a typical similar mobile bed sorbent sorbent sorbent sorbent, the sorbent sorbent sorbent sorbent sorbent sorbent sorbent sorbent sorbent sorbent sorbent sorbent sorbent sorbent sorbent sorbent sorbent sorbent sorbent sorbent sorbent sorbate sorbate sorbate sorbate sorbate sorbate

둘째, 생산물 재주입 포트를 통한 생산물 재주입이 이루어진다. 추출물 배출포트와 인접한 생산물 재주입 포트를 통해 추출물 생산물의 일부가 주입되어 추출물의 순도 향상에 기여를 하며, 라피네이트 배출포트와 인접한 생산물 재주입 포트를 통해 라피네이트 생산물의 일부가 주입되어 라피네이트 순도 향상에 기여한다. Second, product re-injection through the product re-injection port is achieved. A portion of the product of the extract is injected through the product re-injection port adjacent to the extract outlet port to contribute to the enhancement of the purity of the extract, and a portion of the raffinate product is injected through the product re-injection port adjacent to the raffinate outlet port, .

셋째, 생산물 재주입 포트를 통해 생산물 재주입이 이루어지면서 생기는 유량의 차이이다. 일반적인 유사 이동층(SMB) 분리 장치의 구간 Ⅱ에서의 유량에 비해 본 실시예의 분리 장치의 구간 Ⅱ-2의 유량이 커지게 되는데(도 1 및 도 3 참조), 이는 추출물 생산물에 있어서 불순물인 라피네이트 물질의 이동을 빠르게 하여 추출물의 순도 향상에 도움을 준다. 또한 일반적인 유사 이동층(SMB) 분리 장치의 구간 Ⅲ에서의 유량에 비해 본 실시예의 분리 장치의 구간 Ⅲ-1의 유량은 더 작아지게 되는데, 이는 라피네이트 생산물에 있어서 불순물인 추출물의 이동을 느리게 하여 라피네이트 순도 향상에 도움을 주게 된다.
Third, there is a difference in flow rate caused by re-injection of product through the product re-injection port. The flow rate of the section II-2 of the separation apparatus of the present embodiment becomes large (see FIGS. 1 and 3) as compared with the flow rate of the general similar moving bed (SMB) separation apparatus of section II, It accelerates the transport of Nate materials and helps to improve the purity of the extract. Also, the flow rate in section III-1 of the separator of this embodiment is smaller than the flow rate in section III of a general similar mobile bed (SMB) separator, which slows the movement of the impurities, which are impurities in the raffinate product This will help improve raffinate purity.

실시예Example

본 실시예에 따른 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 장치는 도 3에 도시한 것과 같이 6개의 크로마토그라피 구간(폐쇄 루프) 및 2개의 생산물 재주입 포트를 가지도록 설계하였다. 상기 분리 장치를 사용하여 혼합물을 분리하였을 때 개선된 성능을 확인하기 위하여 시물레이션 연구를 수행하였다. The similar moving bed (SMB) adsorption separation apparatus according to this embodiment is designed to have six chromatographic sections (closed loop) and two product re-injection ports as shown in FIG. Simulation studies were conducted to confirm the improved performance of the separation of the mixture using the separator.

공정의 운전 방법은 3가지로 방법으로 설계하였으며, 이하 시험예 1, 시험예 2 및 시험예 3으로 구분하여 지칭한다.
The operation method of the process was designed in three ways, and it is hereinafter referred to as Test Example 1, Test Example 2 and Test Example 3 separately.

시험예 1에서는 스위칭 구간 전체 동안 생산물 재주입 포트 1을 통해서는 추출물 생산물이, 생산물 재주입 포트 2를 통해서는 라피네이트 생산물이 주입되도록 하였다. In Test Example 1, the extract product was injected through the product re-injection port 1 and the raffinate product was injected through the product re-injection port 2 during the entire switching period.

시험예 2에서는 스위칭 구간의 전반부 절반 동안 생산물 재주입 포트 1을 통해 추출물 생산물이 주입되며, 후반부 절반 동안은 생산물 재주입 포트 2를 통해 라피네이트 생산물이 주입되도록 하였다.In Test Example 2, the extract product was injected through the product re-injection port 1 during the first half of the switching period and the raffinate product was injected through the product re-injection port 2 during the latter half.

시험예 3에서는 스위칭 구간의 전반부 절반 동안 생산물 재주입 포트 2를 통해 라피네이트 생산물이 주입되며, 후반부 절반 동안은 생산물 재주입 포트 1을 통해 추출물 생산물이 주입되도록 설계하였다. In Test Example 3, the raffinate product was injected through the product re-injection port 2 during the first half of the switching period and the product product was injected through the product re-injection port 1 during the latter half.

상기 시험예 1 내지 시험예 3에서는 라피네이트 및 추출물 생산물을 모두 재주입하는 공정을 설계하였으나 이에 국한되지 않고, 둘 중 한가지 물질의 생산물만을 재주입하는 공정의 설계도 가능하다. In the above-described Test Examples 1 to 3, the process of re-injecting all the raffinate and extract products was designed. However, it is also possible to design a process of re-injecting only one of the two products.

본 실시예에서의 분리 대상 물질은 1.5의 선택도(selectivity)를 가지는 가상의 물질을 설정하였으나, 본 발명을 이용한 분리 공정은 이에 제한되지 않고, 방향족 탄화수소의 혼합물의 분리, 에틸벤젠의 분리 공정, 키랄 화합물의 분리 공정 등에 적용될 수 있으며, 의약품 제조 과정 중 최종 산물 혹은 중간 물질인 racemic 혼합 의약품의 분리 공정 등에 적용될 수 있다.Although the separation target material in this embodiment sets a virtual substance having a selectivity of 1.5, the separation process using the present invention is not limited to this, and the separation process of the mixture of aromatic hydrocarbons, the separation process of ethylbenzene, Separation process of chiral compounds, and the like, and can be applied to the separation process of racemic mixed medicines, which are final products or intermediates during the manufacture of medicines.

비교예로서 동일한 흡착제 양을 사용한 공정간의 비교를 위해 한 구간당 2개의 크로마토그라피 컬럼을 가지며, 4구간의 폐쇠 루프로 구성된 일반적인 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 공정을 사용하였다. As a comparative example, a typical similar mobile bed (SMB) adsorptive separation process consisting of four closure loops with two chromatographic columns per section was used for comparison between processes using the same adsorbent amount.

본 실험예 및 비교예에서 시물레이션은 상용 공정모사 프로그램인 gPROMS Modelbuilder를 이용하였으며, 각 공정의 분리 성능은 순도(purity), 회수율(recovery), 용매 소비량(eluent consumption)의 3가지 성능 지표로 비교하였다. In this experiment and comparative example, gPROMS Modelbuilder which is a commercial process simulation program was used and the separation performance of each process was compared with three performance indexes of purity, recovery and solvent consumption (eluent consumption) .

상기 실험예 및 비교예의 공정을 모사하기 위해서는 컬럼 내부의 각 성분의 흡착 및 분리 거동을 표현하는 컬럼 모델과 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 공정의 모형을 위한 노드(node) 모델이 필요하다. In order to simulate the processes of the above Experimental Examples and Comparative Examples, a node model for modeling the adsorption and separation behavior of each component in the column and a model for the adsorption separation process of the similar mobile layer (SMB) is required.

상기 컬럼 모델은 transport-dispersive model을 사용하였다. 상기 모델식은 각 물질에 대한 미분 방정식 형태의 물질 수지식(differential mass balance equation)과 LDF 속도 모델식(linear driving force model equation), 그리고 흡착평형식(equilibrium isotherm), 초기 및 경계 조건(initial and boundary conditions)으로 이루어져 있다. 또한 상기 노드 모델은 각 포트의 역할에 따라 유체혼합물(feed), 탈착제(desorbent), 생산물 재주입, 생산물 배출 유량의 관계식인 물질 수지식들로 이루어져 있다.The column model used a transport-dispersive model. The model equations are based on differential mass balance equations, LDF linear driving force model equations and equilibrium isotherm, initial and boundary conditions for each material, conditions. In addition, the node model is composed of the material quantities, which relate to the fluid mixture (feed), desorbent, product re-injection, and product discharge flow, depending on the role of each port.

상기 수학적 모델식들을 이용한 일반적인 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 공정 및 생산물 재주입 단계를 갖는 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 공정의 실시예 및 비교예에서는 각 각 표1과 표2에서 나타낸 시스템 및 공정변수를 사용하여 공정 모사가 수행되었다.
In the Examples and Comparative Examples of the similar mobile layer (SMB) adsorption separation step having the general similar mobile layer (SMB) adsorption separation step and the product material injection step using the mathematical model equations, the system shown in Table 1 and Table 2 Process simulation was performed using process variables.

일반적인 SMB 공정 비교예Typical SMB Process Comparison Example SMB system parametersSMB system parameters SMB configurationSMB configuration 2-2-2-2 (8 column)2-2-2-2 (8 column) D(column diameter)(cm)D (column diameter) (cm) 1One L(column length)(cm)L (column length) (cm) 1010 ε(total porosity)ε (total porosity) 0.40.4 Ndisp (the number of dispersion units)N disp (the number of dispersion units) 8080 mass transfer coefficientmass transfer coefficient k(both components)(1/s)k (both components) (1 / s) 0.50.5 Isotherm coefficientIsotherm coefficient KA(raffinate component)(-) K A (raffinate component) (- ) 22 KB(extract component)(-)K B (extract component) (-) 33 bA(raffinate component)(L/g)b A (raffinate component) (L / g) 0.060.06 bB(extract component)(L/g)b B (extract component) (L / g) 0.080.08 Operating parametersOperating parameters Ci ,F(feed concentration)i=A,B(g/L)C i , F (feed concentration) i = A, B (g / L) 33 QF(feed flowrate)(ml/min)Q F (feed flowrate) (ml / min) 3.183.18 QE(extract flowrate)(ml/min)Q E (extract flowrate) (ml / min) 11.0411.04 QR(raffinate flowrate)(ml/min)Q R (raffinate flowrate) (ml / min) 5.455.45 QD(desorbent flowrate)(ml/min)Q D (desorbent flowrate) (ml / min) 13.3113.31 Q1(flowrate of zone1)(ml/min)Q 1 (flowrate of zone 1 ) (ml / min) 30.0030.00 Q2(flowrate of zone2)(ml/min)Q 2 (flowrate of zone 2 ) (ml / min) 18.9618.96 Q3(flowrate of zone3)(ml/min)Q 3 (flowrate of zone 3 ) (ml / min) 22.1322.13 Q4(flowrate of zone4)(ml/min)Q 4 (flowrate of zone 4 ) (ml / min) 16.6916.69 Tsw(switching time)(ml/min)T sw (switching time) (ml / min) 37.3837.38

재주입을 갖는 SMB 공정 예SMB process example with recharging SMB system parametersSMB system parameters SMB configurationSMB configuration 2-1-1-1-1-2 (8 column)2-1-1-1-1-2 (8 column) D(column diameter)(cm)D (column diameter) (cm) 1One L(column length)(cm)L (column length) (cm) 1010 ε(total porosity)ε (total porosity) 0.40.4 Ndisp (the number of dispersion units)N disp (the number of dispersion units) 8080 mass transfer coefficientmass transfer coefficient k(both components)(1/s)k (both components) (1 / s) 0.50.5 Isotherm coefficientIsotherm coefficient KA(raffinate component)(-) K A (raffinate component) (- ) 22 KB(extract component)(-)K B (extract component) (-) 33 bA(raffinate component)(L/g)b A (raffinate component) (L / g) 0.060.06 bB(extract component)(L/g)b B (extract component) (L / g) 0.080.08 Operating parametersOperating parameters Ci ,F(feed concentration)i=A,B(g/L)C i , F (feed concentration) i = A, B (g / L) 55 Total QF(Total feed flowrate)(ml/min)Total Q F (total feed flowrate) (ml / min) 3.183.18 QE(extract flowrate)(ml/min)Q E (extract flowrate) (ml / min) 11.0411.04 QR(raffinate flowrate)(ml/min)Q R (raffinate flowrate) (ml / min) 5.455.45 QD(desorbent flowrate)(ml/min)Q D (desorbent flowrate) (ml / min) 13.3113.31 Q1(flowrate of zone1)(ml/min)Q 1 (flowrate of zone 1 ) (ml / min) 30.0030.00 Q2 -1(flowrate of zone2-1)(ml/min)Q 2 -1 (flowrate of zone 2 - 1 ) (ml / min) 18.9618.96 Q3 -2(flowrate of zone3-2)(ml/min)Q 3 -2 (flowrate of zone 3 - 2 ) (ml / min) 22.1322.13 Q4(flowrate of zone4)(ml/min)Q 4 (flowrate of zone 4 ) (ml / min) 16.6916.69 Backfill ratio (-)Backfill ratio (-) 0.20.2 Tsw(switching time)(ml/min)T sw (switching time) (ml / min) 37.3837.38

표 2에서 재주입 비율(Backfill ratio)은 생산물 재주입 단계를 포함하는 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 공정에서 전체 혼합물 주입량(total feed amount) 중 생산물 재주입량을 부피비율로 나타내는 것으로 예를 들어 상기 재주입 비율 0.2는 전체 혼합물 주입량의 20%에 해당하는 양의 추출물과 라피네이트 생산물을 각각 재주입하는 것을 의미한다. 이때 혼합물 주입포트의 주입량은 재주입 비율만큼 줄어들게 되므로 전체 혼합물 주입량의 60%에 해당하는 양만큼 조혼합물을 주입하게 된다. The backfill ratio in Table 2 indicates the amount of product re-injected in the total feed amount in a volume ratio in the SMB adsorption separation process including the product re-injection step, for example, The re-injection rate of 0.2 means re-injecting the extract and raffinate product, respectively, of an amount corresponding to 20% of the total mixture injection volume. At this time, since the injection amount of the mixture injection port is reduced by the re-injection ratio, the crude mixture is injected in an amount corresponding to 60% of the total mixture injection amount.

시험예 1에서는 전체 혼합물 주입량의 20%에 해당하는 생산물을 스위칭 구간 전체 시간동안 주입하게 되므로 전체 혼합물 주입 유량(total feed flow-rate)의 20%인 0.64 ml/min의 유량으로 생산물 재주입이 각 각 생산물 재주입 포트 1과 생산물 재주입 포트 2에서 이뤄지며, 나머지 전체 혼합물 주입 유량의 60%에 해당하는 1.91 ml/min의 유량으로 조혼합물의 유입이 혼합물 유입포트로 이뤄지게 된다. In Test Example 1, the product corresponding to 20% of the total amount of the mixture was injected during the entire switching period, so that the re-injection of the product was performed at a flow rate of 0.64 ml / min, which is 20% of the total feed flow rate The inlet of the crude mixture is made up of the mixture inlet port at a flow rate of 1.91 ml / min, corresponding to 60% of the remaining total mixture inlet flow rate.

시험예 2에서는 전체 혼합물 주입량의 20%에 해당하는 생산물을 스위칭 구간의 절반 시간동안 주입하게 되므로 전체 혼합물 주입 유량(total feed flow-rate)의 40%인 1.27 ml/min의 유량으로 스위칭 구간 전반부에는 생산물 재주입 포트 1로 추출물 생산물 재주입이, 스위칭 구간의 후반부에는 생산물 재주입 포트 2에서 라피네이트 생산물 재주입이 이뤄지며, 나머지 전체 혼합물 주입 유량의 60%에 해당하는 1.91 ml/min의 유량으로 조혼합물의 유입이 혼합물 유입포트로 이뤄지게 된다.In Test Example 2, the product corresponding to 20% of the total amount of the mixture is injected for half the time of the switching section. Therefore, at the flow rate of 1.27 ml / min, which is 40% of the total feed flow rate, In the latter half of the switching section, the raffinate product is re-injected at the product re-injection port 2, and at a flow rate of 1.91 ml / min corresponding to 60% of the remaining total mixture flow rate So that the influx of the mixture is made to the mixture inlet port.

마찬가지로 시험예 3에서는 전체 혼합물 주입량의 20%에 해당하는 생산물을 스위칭 구간의 절반 시간동안 주입하게 되므로 전체 혼합물 주입 유량(total feed flow-rate)의 40%인 1.27 ml/min의 유량으로 스위칭 구간 전반부에는 생산물 재주입 포트 2에서 라피네이트 생산물 재주입이, 스위칭 구간의 후반부에는 생산물 재주입 포트 1로 추출물 생산물 재주입이 이뤄지며, 나머지 전체 혼합물 주입 유량의 60%에 해당하는 1.91 ml/min의 유량으로 조혼합물의 유입이 혼합물 유입포트로 이뤄지게 된다.Likewise, in Test Example 3, 20% of the total amount of the mixture is injected during the half-time of the switching section. Therefore, at a flow rate of 1.27 ml / min, which is 40% of the total feed flow rate, The reintroduction of the raffinate product at the product re-injection port 2 and the re-injection of the extract product at the product re-injection port 1 at the latter half of the switching period and at a flow rate of 1.91 ml / min corresponding to 60% So that the introduction of the crude mixture takes place at the mixture inlet port.

상기 3개의 시험예와 비교예의 결과를 표 3에 나타내었다. 표 3에서 알 수 있듯이 본 발명에 따른 생산물 재주입 단계를 갖는 유사 이동층(SMB) 흡착 분리 공정은 순도, 회수율, 용매사용량에 있어서 종래의 이동층 흡착 분리 공정 보다 뛰어난 분리성능을 보였으며, 특히 혼합물 유입 포트에서 사용되는 용매가 생산물 재주입을 통해 절감되어 용매사용량의 눈에 띄는 감소를 확인할 수 있었다. 시험예1의 경우 라피네이트보다는 추출물의 순도를, 시험예2와 시험예3의 경우에는 추출물보다는 라피네이트의 순도를 더 향상시켰다.
The results of the three test examples and the comparative example are shown in Table 3. As can be seen from Table 3, the adsorption and separation process of the similar mobile layer (SMB) having the product re-injecting step according to the present invention showed better separation performance than that of the conventional mobile adsorption process in terms of purity, recovery rate, The solvent used in the mixture inlet port was reduced through product rejuvenation, and a noticeable decrease in the solvent consumption was confirmed. The purity of the extract was improved more than the raffinate in Test Example 1 and the raffinate was further improved in the Test Example 2 and Test Example 3 than the extract.

비교예(기존공정)와 시험예 비교Comparative Example (Conventional Process) and Test Example Comparison Operating modeOperating mode Purity [%]Purity [%] Recovery [%]Recovery [%] Eluent consumption [L/g]Eluent consumption [L / g] ExtExt RafShelf ExtExt RafShelf ExtExt RafShelf 비교예(기존공정)Comparative Example (Conventional Process) 96.696.6 97.897.8 97.897.8 96.696.6 1.771.77 1.791.79 시험예1Test Example 1 98.098.0 98.098.0 98.098.0 98.098.0 1.631.63 1.631.63 시험예2Test Example 2 97.397.3 98.598.5 98.598.5 97.397.3 1.621.62 1.641.64 시험예3Test Example 3 97.797.7 98.698.6 98.698.6 97.697.6 1.621.62 1.641.64

위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능하다. 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.The preferred embodiments of the present invention described above are disclosed for illustrative purposes, and those skilled in the art will recognize that various modifications, additions and substitutions are possible within the spirit and scope of the present invention. Such modifications, alterations, and additions should be regarded as falling within the scope of the following claims.

Claims (14)

분리대상 혼합물 유입포트, 라피네이트 배출포트, 탈착제 유입포트, 추출물 배출포트, 상기 라피네이트 배출포트에서 배출된 생산물을 재주입하는 라피네이트 생산물 재주입 포트 및 추출물 배출포트로부터 배출된 생산물을 재주입하는 추출물 생산물 재주입 포트를 포함하는 포트 유니트;
상호 인접하는 2개의 포트를 각각 연결하는 6개의 크로마토그라피 구간을 포함하는 크로마토그라피 유니트; 및
설정된 시간마다 각 포트들의 이동을 제어하는 하나 이상의 밸브를 포함하는 밸브 유니트
를 포함하는 유사 이동층 흡착 분리 장치.
A raffinate product inlet port, a raffinate outlet port, a desorbent inlet port, an extract outlet port, a raffinate product inlet port for re-injecting the product discharged from the raffinate outlet port, and a product discharged from the extract outlet port, A port unit including an extract product re-injection port;
A chromatographic unit comprising six chromatographic sections each connecting two ports adjacent to each other; And
A valve unit including at least one valve for controlling the movement of each of the ports at a set time;
Wherein the adsorbing material is adsorbed to the adsorbent.
제 1 항에 있어서,
추출물 생산물 재주입 포트는 추출물 배출포트와 분리대상 혼합물 유입포트 사이에 형성되는 유사 이동층 흡착 분리 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the re-injection port of the extract product is formed between the extract outlet port and the separation inlet port for separation.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
라피네이트 생산물 재주입 포트는 라피네이트 배출포트와 분리대상 혼합물 유입포트 사이에 형성되는 유사 이동층 흡착 분리 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the raffinate product re-injection port is formed between the raffinate outlet port and the separation subject mixture inlet port.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
추출물 생산물 재주입 포트는 추출물 배출포트와 분리대상 혼합물 유입포트 사이에 형성되고, 라피네이트 생산물 재주입 포트는 라피네이트 배출포트와 분리대상 혼합물 유입포트 사이에 형성되는 유사 이동층 흡착 분리 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the extract product re-injection port is formed between the extract outlet port and the separation subject mixture inlet port and the raffinate product re-injection port is formed between the raffinate outlet port and the separation subject mixture inlet port.
제 6 항에 있어서,
추출물 배출포트와 분리대상 혼합물 유입포트 사이에 형성된 생산물 재주입 포트에서는 추출물 배출포트에서 배출된 생산물을 재주입하고,
라피네이트 배출포트와 분리대상 혼합물 유입포트 사이에 형성된 생산물 재주입 포트에서는 라피네이트 배출포트에서 배출된 생산물을 재주입하는 유사 이동층 흡착 분리 장치.
The method according to claim 6,
In the product re-injection port formed between the extract outlet port and the separating object inlet port, the product discharged from the extract outlet port is re-injected,
And a product re-injection port formed between the raffinate outlet port and the separation subject mixture inlet port for re-injecting the product discharged from the raffinate outlet port.
제 1 항에 있어서,
라피네이트 배출포트 및 추출물 배출포트에서 배출된 생산물을 생산물 재주입 포트로 공급하기 위한 펌프를 추가로 포함하는 유사 이동층 흡착 분리 장치.
The method according to claim 1,
A raffinate outlet port and a pump for feeding the product discharged from the extract outlet port to the product re-inlet port.
분리대상 혼합물 유입포트, 라피네이트 배출포트, 탈착제 유입포트, 추출물 배출포트, 라피네이트 생산물 재주입 포트, 추출물 생산물 재주입 포트, 인접하는 2개의 포트를 각각 연결하는 6개의 크로마토그라피 구간, 설정된 시간마다 각 포트들의 이동을 제어하는 밸브를 포함하는 유사 이동층 흡착 분리 장치를 사용하는 혼합물의 분리방법에 있어서,
상기 추출물 배출포트로부터 배출되는 생산물의 일부를 추출물 생산물 재주입 포트로 재주입 하는 단계; 및
상기 라피네이트 배출포트로부터 배출되는 생산물의 일부를 라피네이트 생산물 재주입 포트로 재주입 하는 단계를 포함하는 혼합물의 분리 방법.
A chromatographic section for separating the mixture inlet port, the raffinate outlet port, the desorbent inlet port, the extract outlet port, the raffinate product inlet port, the extract product inlet port, and the two adjacent ports, And a valve for controlling the movement of each of the ports, the method comprising:
Re-injecting a portion of the product discharged from the extract port into the extract product re-injection port; And
And re-injecting a portion of the product discharged from the raffinate exit port into the raffinate product re-injection port.
삭제delete 제 9 항에 있어서,
추출물 생산물 재주입 포트는 추출물 배출포트와 분리대상 혼합물 유입포트 사이에 형성되며,
라피네이트 생산물 재주입 포트는 라피네이트 배출포트와 분리대상 혼합물 유입포트 사이에 형성되는 혼합물의 분리방법.
10. The method of claim 9,
The extract product re-injection port is formed between the extract outlet port and the separation subject mixture inlet port,
Wherein the raffinate product re-injection port is formed between the raffinate outlet port and the separation subject mixture inlet port.
제 9 항에 있어서,
추출물 생산물 재주입 포트 및 라피네이트 생산물 재주입 포트를 통한 생산물의 재주입은 전체 스위치 시간의 일부 또는 전체 시간 동안 수행되는 혼합물의 분리 방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the reintroduction of the product through the reextraction port of the extract product and the reintroduction port of the raffinate product is performed during some or all of the total switch time.
제 9 항에 있어서,
추출물 생산물 재주입 포트 및 라피네이트 생산물 재주입 포트를 통해 재주입되는 생산물의 함량은 전체 스위치 시간 동안 유사 이동층 흡착 분리 장치에 투입되는 분리대상 혼합물 및 생산물의 투입량의 5 내지 80 wt%인 혼합물의 분리 방법.


10. The method of claim 9,
The content of product re-injected through the extract product re-injection port and the raffinate product re-injection port is such that the mixture to be separated to be fed into the similar mobile bed adsorber and during the entire switch time and from 5 to 80 wt% Separation method.


삭제delete
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