NL8003422A - Werkwijze voor het afscheiden van een component uit een waterige oplossing van een mengsel van componenten door middel van adsorptie, adsorbens ten gebruike bij de werkwijze en werkwijze voor de bereiding van een adsorbens. - Google Patents

Description

t i

Werkwijze voor het afscheiden van een component uit een waterige oplossing van een mengsel van componenten door middel van adsorptie, adsorbens ten gebruike bij de werkwijze en werkwijze voor de bereiding van een adsorbens.

De uitvinding heeft betrekking op het afscheiden van een component uit een oplossing van een mengsel van componenten door middel van adsorptie in een vast bed. In het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een verbeterd adsorbens, op 5 een werkwijze voor de bereiding van een verbeterd adsorbens en op een werkwijze voor het afscheiden van een component uit een waterige oplossing van een mengsel van verschillende componenten waarbij gebruik wordt gemaakt van een adsorbens dat een kristallijn aluminiumsilicaat omvat dat selectief een component 10 uit het uitgangsmengsel adsorbeert.

In de scheidingstechniek is het bekend dat bepaalde kristallijne aluminiumsilicaten, de zogenaamde zeolieten, gebruikt kunnen worden voor het afscheiden van een component uit een waterige oplossing van een mengsel van verschillende 15 componenten. Bijvoorbeeld worden adsorbentia die kristallijn aluminiumsilicaat bevatten gebruikt bij de werkwijze beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4.014.711 voor het afscheiden van fructose uit een mengsel van suikers in een waterge oplossing die fructose en glucose omvat.

20 Het is ook bekend dat kristallijne aluminiumsili caten of zeolieten worden gebruikt bij adsorptiewerkwijzen in < de vorm van agglomeraten met een grote fysische sterkte en be- standheid tegen afschuren. Werkwijzen voor het tot dergelijke agglomeraten vormen van kristallijne poeders omvatten het toe-25 a o o ? λ ? 2 2 voegen van een anorganisch bindmiddel, in het algemeen een klei die siliciumdioxyde en aluminiumoxyde bevat aan het zeer zuivere zeolietpoeder onder vorming van een nat mengsel. Het mengsel van klei en zeoliet wordt tot cilindrische vormstukjes geëxtrudeerd 5 of tot bolletjes gevormd die vervolgens worden gecalcineerd om de klei om te zetten in een amorf bindmiddel dat een behoorlijke mechanische sterkte heeft. Als bindmiddel worden in het algemeen kleisoorten van het kaolientype gebruikt.

Het is al lang bekend dat agglomeraten van zeoliet-10 kristallen en anorganische bindmiddelen de eigenschap hebben dat ze geleidelijk uiteen vallen bij voortdurend contact met water. Dit uiteen vallen wordt waargenomen als aanwezigheid van silicium of verontreinigingen in de oplossing die in contact wordt gebracht met het adsorbens. Die verontreiniging kan soms 15 zo ernstig zijn dat de oplossing er troebel van wordt.

Er werd nu een verbeterd adsorbens gevonden en een werkwijze voor het bereiden van een verbeterd adsorbens alsmede een werkwijze voor het afscheiden van een component uit een waterige oplossing, waarbij het uiteenvallen van het adsorbens 20 tot een minimum beperkt blijft en verontreiniging van het pro- dukt met silicium eveneens tot een minimum beperkt blijft.

Gezien het voorgaande heeft de uitvinding betrekking op (1) een verbeterde werkwijze voor het afscheiden van een component uit een waterige oplossing van een mengsel van ver-25 schillende componenten waarbij die oplossing in contact wordt gebracht met een adsorbens dat een kristallijn aluminiumsilicaat bevat, waarmee het oplossen van het kristallijne aluminiumsilicaat en verontreiniging van het produkt met silicium(oxyde) tot een minimum beperkt wordt, (2) een adsorbens dat geschikt 30 is voor gebruik bij de bovengenoemde werkwijze en (3) een werk wijze voor de bereiding van een dergelijk adsorbens.

Kort gezegd heeft de uitvinding volgens ëën uitvoeringsvorm betrekking op een verbeterde werkwijze voor het afscheiden van een component uit een waterige oplossing van een 35 mengsel van componenten waarbij de oplossing in contact wordt gebracht met een adsorbens dat een kristallijn aluminiumsilicaat 800 3 422 * 1 3 bevat dat een selectief adsorberend vermogen heeft voor die component. De betreffende component wordt daarbij selectief uit het mengsel geadsorbeerd en vervolgens gewonnen. Het silicium-bestanddeel van het adsorbens heeft de neiging in de oplossing 5 op te lossen wat leidt tot ongewenst uiteenvallen van het adsor bens. De verbetering van die werkwijze bestaat hierin dat men een bindmiddel in het adsorbens opneemt» omvattende een voor water permeabel organisch polymeer dat de mate van oplossen van het siliciumbestanddeel en de mate van uiteenvallen van het JO adsorbens belangrijk vermindert.

Volgens een ander aspect heeft de uitvinding betrekking op een adsorbens, omvattende een kristallijn aluminiumsilicaat dat geschikt is voor gebruik bij een werkwijze voor het afscheiden van een component uit een waterige oplossing van een 15 mengsel van componenten door contact van de oplossing met het adsorbens. Het silicium bestanddeel van het adsorbens heeft neiging om in de oplossing op te lossen wat leidt tot ongewenst uiteenvallen van het kristallijne aluminiumsilicaat. Het adsorbens volgens de uitvinding is verbeterd doordat in het adsorbens 20 een bindmiddel is opgenomen, omvattende een voor water permea bel organisch polymeer, waardoor de mate van oplossen van het siliciumbestanddeel en de mate van uiteenvallen van het adsorbens aanzienlijk wordt verminderd.

Volgens nog een ander aspect van de uitvinding 25 wordt voorzien in een werkwijze voor de bereiding van een adsor bens omvattende een kristallijn aluminiumsilicaat en een voor water permeabel, organisch polymeer bindmiddel dat geschikt is voor gebruik bij een werkwijze voor het afscheiden van een component uit een waterige oplossing van een mengsel van com-30 ponenten. De werkwijze voor de bereiding van zo'n adsorbens omvat (a) samen mengen van een poeder van kristallijn aluminiumsilicaat, een poeder van het bindmiddel en een vloeibaar organisch oplosmiddel onder vorming van een bewerkbaar mengsel,

Cb) het brengen van het bewerkbare mengsel in de vorm van af-35 zonderlijke vormstukjes, (c) verwijderen van het oplosmiddel uit de vormstukjes zodat harde droge vormstukjes worden ver- 800 3 4 22 4 kregen en (d) breken van de harde droge vormstukjes tot deeltjes van de gewenste grootte.

De uitvinding wordt hierna nader in detail beschreven, waarbij van verschillende temen gebruik wordt gemaakt 5 die steeds de volgende betekenis hebben:

Een uitgangsmengsel of voeding, waaronder wordt verstaan een mengsel dat een of meer extractcomponenten en een of meer raffinaatcomponenten bevat die met de werkwijze volgens de uitvinding gescheiden moeten worden. "Voedingsstroom" waar-10 mee wordt bedoeld een stroom van uitgangsmengsel of voeding die in contact wordt gebracht met het bij de werkwijze voor het scheiden van componenten gebruikte adsorbens.

Een "extractcomponent" is een component die door het adsorbens in sterkere mate selectief w<?rdt geadsorbeerd ter- is 15 wijl een "raffinaatcomponent" een component die in mindere mate selectief wordt geadsorbeerd. Met "desorbens" of "desorbens-materiaal" wordt algemeen aangegeven een materiaal dat in staat is om een extractcomponent uit het adsorbens te desorberen.

Met "desorbensstroom" of "ingaande desorbensstroom" wordt be-20 doeld de stroom desorbens die naar het adsorbens wordt gevoerd.

Met "raffinaatstroom" of "uitgaande raffinaatstroom" wordt bedoeld een stroom waarmee een raffinaatcomponent uit het adsorbens wordt verwijderd. De samenstelling van de raffinaatstroom kan variëren van praktisch 100 % desorbens tot praktisch 100 % 25 raffinaatcomponenten. Met "extractstroom" of "uitgaande extractstroom" wordt bedoeld een stroom waarmee extractma-teriaal dat door desorbens werd gedesorbeerd uit het adsorbens wordt verwijderd. De samenstelling van de extractstroom kan eveneens variëren van praktisch 100 % desorbens tot praktisch 30 100 % extractcomponenten. Tenminste een deel van de extract stroom en bij voorkeur een deel van de raffinaatstroom van de scheidingswerkwijze worden naar afzonderlijke organen gevoerd, in het algemeen fractioneerinrichtingen of verdampers, waar tenminste een deel van het desorbensmateriaal wordt afgescheiden 35 onder vorming van een extractprodukt en een raffinaatprodukt.

Met "extractprodukt" en "raffinaatprodukt" worden bedoeld pro- 800 3 4 22 * f 5 dukten die bij de werkwijze worden verkregen en die respectievelijk bevatten een extractcomponent of een raffinaat-component in een hogere concentratie dan waarin deze in de extractstroom en de raffinaatstroom voorkomen.

5 Met "selectief poriënvolume" van het adsorbens wordt bedoeld het volume van het adsorbens dat selectief een extractcomponent uit het uitgangsmengsel adsorbeert. Met het "niet-selectieve lege volume" van het adsorbens wordt bedoeld die volumefractie van het adsorbens die niet selectief een 10 extractcomponent uit het voedingsmengsel vasthoudt. Dit volume omvat de holten van het adsorbens die geen tot adsorptie in staat zijnde plaatsen bezitten en de lege tussenruimten tussen de adsorbensdeeltj es. Het selectieve poriënvolume en het niet-selectieve lege volume worden in het algemeen uitgedrukt in 15 volumefracties en zijn van belang voor het bepalen van de juiste stroomsnelheid waarmee fluïdum in een werkzone moet worden geleid zodat voor een gegeven hoeveelheid adsorbens een efficiënte bewerking wordt bereikt. Als adsorbens naar een werkzone wordt gevoerd (hierna gedefinieerd en beschreven) die bij een uitvoe-20 ringsvorm van de werkwijze wordt toegepast, voeren het niet selectieve lege volume tezamen met het selectieve poriënvolume fluïdum mee naar die zone. Het niet-selectieve lege volume wordt gebruikt bij het bepalen van de hoeveelheid fluïdum die in tegenstroom met het adsorbens in dezelfde zone zou moeten wor-25 den geleid voor het verdringen van het in het niet-selectieve lege volume aanwezige fluïdum. Als de stroomsnelheid van fluïdum die in een zone wordt gevoerd kleiner is dan de snelheid van het selectieve lege volume van adsorbens dat in de zone wordt gevoerd, vindt er een netto-meesleuren van vloeistof met het ad-30 sorbens in de zone plaats. Daar deze netto meegesleurde fractie bestaat uit fluïdum dat aanwezig is in het niet-selectieve lege-volume van het adsorbens, bestaat die fractie meestal uit minder selectief vastgehouden voedingscomponenten. Het selectieve poriënvolume van het adsorbens kan in bepaalde gevallen een hoe-35 veelheid raffinaatmateriaal adsorberen uit het fluïdum dat het adsorbens omgeeft, omdat in bepaalde gevallen er een strijd onn ja 92 6 plaats vindt tussen extractmateriaal en raffinaatmateriaal om de tot adsorptie in staat zijnde plaatsen in het selectieve poriënvolume. Als grote hoeveelheid raffinaatmateraal ten opzichte van extractmateriaal het adsorbens omgeeft, kan raffi-5 naatmateriaal voldoende concurreren zodat het door het adsorbens wordt geadsorbeerd.

De zogenaamde "eenvoudige suikers" zijn mono-sacchariden, dat wil zeggen suikers die onder hydrolyse-omstan-digheden niet worden afgebroken tot kleinere eenvoudiger suikers. 10 De monosacchariden kunnen verder worden geklassificeerd als aldosen of ketosen, afhankelijk van de vraag of het hydroxy-aldehyden of hydroxyketonen zijn en ze kunnen ook worden geklassif iceerd naar het aantal koolstofatomen per molecuul. Het gebruikelijkst en meest bekend zijn waarschijnlijk de hexosen.

15 Gebruikelijke ketohexosen zijn fructose (levulose) en sorbose; gebruikelijke aldohexosen zijn glucose (dextrose), mannose en galactose. Met "oligosacchariden" worden, zoals in de techniek algemeen gebruikelijk bedoeld eenvoudige polysacchariden die een bekend aantal samenstellende monosaccharide-eenheden be-20 vatten. Een oligosaccharide dat bij hydrolyse uiteenvalt in twee monosaccharide-eenheden wordt een disaccharide genoemd waarvan voorbeelden zijn sucrose (saccharose), maltose en lactose. De oligosacchariden die bij hydrolyse drie van dergelijke eenheden geven zijn trisacchariden waarvan raffinose en melezi-25 tose voorbeelden zijn. Praktisch alle oligosacchariden behoren tot de di-, tri- en tetrasacchariden. De term "polysaccharide" omvat de oligosacchariden, maar heeft in het algemeen betrekking op koolhydraten van veel groter molecuulgewicht, namelijk koolhydraten die bij hydrolyse uiteen kunnen vallen in een groot 30 aantal monosaccharide-eenheden. Typische polysacchariden zijn zetmeel, glycogeen, cellulose en pentosanen.

Voedingsmengsels die bij de werkwijze volgens de uitvinding kunnen worden gebruikt kunnen bijvoorbeeld zijn waterige oplossingen van een of meer aldosen, en een of meer keto-35 sen, of een of meer monosacchariden en een of meer oligosaccha riden. De concentratie aan vaste stoffen in de oplossingen kan 800 34 22 7 variëren van 0,5 gew.% tot 50 gew.% of zelfs meer, maar ligt bij voorkeur tussen 5 en 35 gew.%. Zetmeelstropen, bijvoorbeeld maiszetmeelstroop, zijn voorbeelden van voedingsmengsels die met de werkwijze volgens de uitvinding in componenten kunnen worden 5 gescheiden. Dergalijke stropen worden verkregen door partiële hydrolyse van zetmeel, in het algemeen bij aanwezigheid van anorganische zuren of enzymen. Maiszetmeelstroop die op deze wijze wordt bereid bevat gewoonlijk 25 tot 75 gew.% vaste stof welke voor 90 tot 95 % bestaat uit glucose en voor 5 tot 10 % 10 uit maltose en hogere oligosacchariden. Een deel van de glucose in deze maiszetmeelstroop kan worden geïsomeriseerd met een isomeriserend enzym tot een maiszetmeelstroop met een hoog fructosegehalte, bijvoorbeeld een stroop met een fructose-gehalte van 40 tot 45 %, een glucosegehalte van 50 tot 55 % en 15 een gehalte aan oligosacchariden van 5 tot 10 %; een dergelijke geïsomeriseerde maiszetmeelstroop met een hoogfructosegehalte kan ook met de werkwijze volgens de uitvinding in componenten worde gesplitst. De pH van de waterige oplossing die het voe-dingsmengsel vormt kan 5,0 tot 8,0 bedragen.

20 Desorbensmaterialen die bij verschillende adsorp- tiescheidingswerkwijzen volgens de stand van de techniek worden gebruikt variëren nogal, afhankelijk van factoren zoals het type scheidingswerkwijze dat wordt toegepast. Bij het slinger-wisselbedsysteem, waarbij de selectief geadsorbeerde componenten 25 uit de voeding uit het adsorbens wordt verwijderd door een uit drijf stroom, is de keuze van het desorbens niet zo kritisch en desorbensmateriaal dat gasvormige koolwaterstoffen zoals methaan of ethaan of andere typen van gassen zoals stikstof of waterstof bevat kan bij verhoogde temperatuur of verlaagde druk 30 of beide worden gebruikt voor het effectief uitdrijven van de geadsorbeerde voedingscomponent uit het adsorbens. Bij adsorp-tie-scheidingswerkwijzen waarbij in het algemeen continu wordt gewerkt onder een praktisch constante druk en bij praktisch constante temperaturen om het bestaan van een vloeibare fase te 35 garanderen, moet het desorbensmateriaal echter verstandig wor den gekozen om aan vele kriteria te voldoen. In de eerste plaats 800 3 4 22 8 moet het desorbensmateriaal een extractcomponent uit het adsor-hens verdringen met een redelijke massasnelheid zonder dat het zelfs zo sterk wordt geadsorbeerd dat in te sterke mate wordt verhinderd dat een extractcomponent het desorbens in een vol-5 gende adsorptiecyclus weer zou verdringen. Uitgedrukt in de selectiviteit (die hierna meer in detail zal worden besproken) wordt er de voorkeur aan gegeven dat het adsorbens selectiever is voor alle extractcomponenten ten opzichte van een raffinaat-component dan het is voor het desorbensmateriaal ten opzichte 10 van een raffinaatcomponent. In de tweede plaats moeten desor- bensmaterialen verenigbaar zijn met het betreffende adsorbens en met het betreffende uitgangsmengsel. Met name moeten ze niet de kritische selectiviteit van het adsorbens voor een extractcomponent ten opzichte van een raffinaatcomponent verminderen 15 of teniet doen. Voorts moeten de desorbensmaterialen niet che misch reageren met, of een chemische reactie veroorzaken van hetzij een extractcomponent of een raffinaatcomponent. Zowel de extractstroom als de raffinaatstroom worden in het algemeen uit het adsorbens verwijierd gemengd met desorbensmateriaal en 20 elke eventuele chemische reactie waarbij een desorbensmateri aal en een extractcomponent of een raffinaatcomponent een rol l zou spelen zou de zuiverheid van het extractprodukt of het raffinaatprodukt of van beide verminderen. Daar zowel de raffinaatstroom als de extractstroom typisch altijd desorbens-25 materialen bevatten moeten de desorbensmaterialen bovendien stoffen zijn die gemakkelijk gescheiden kunnen worden van het voedingsmengsel dat in de werkwijze wordt behandeld. Zonder een methode voor het afscheiden van tenminste een deel van het desorbensmateriaal dat in de extractstroom en de raffinaat-30 stroom aanwezig is, zou de concentratie van een extractcomponent in het extractprodukt en de concentratie van een raffinaatcomponent in het raffinaatprodukt niet erg hoog zijn en evenmin zou het desorbensmateriaal weer beschikbaar zijn voor hernieuwd gebruik bij de werkwijze. In het algemeen wordt gestreefd naar 35 een zodanig desorbensmateriaal dat tenminste een deel van het desorbensmateriaal uit de extract en de raffinaatstromen kan 800 34 22 9 worden afgescheiden door destillatie of verdamping, maar ook andere scheidingsmethoden zoals omgekeerde osmose kunnen alleen of in combinatie met destillatie of verdamping worden gebruikt voor het afscheiden van die componenten. Daar het raffinaatpro-5 dukt en het extractprodukt voedingsstoffen zijn bestemd voor menselijke consumptie, dienen de desorbensmaterialen niet-giftig te zijn. Tenslotte dienen de desorbensmaterialen ook stoffen te zijn die gemakkelijk verkrijgbaar zijn en dus betrekkelijk goedkoop zijn.

10 Gevonden werd dat water met een pH van ca 5,0 tot 8,0 aan deze kriteria voldoet en water vormt dan ook een geschikt en bij voorkeur gebruikt desorbensmateriaal bij de werkwijze volgens de uitvinding. De pH van het desorbensmateriaal is belangrijk, omdat adsorptie van een component door het adsorbens, 15 verwijderen van een raffinaatstroom, desorptie van de component uit het adsorbens en verwijderen van een extractstroom alle handelingen zijn die altijd plaats vinden bij aanwezigheid van desorbensmateriaal. Als het desorbensmateriaal te zuur of te alkalisch is worden chemische reacties van de componenten bevor-20 derd en worden reactieprodukten gevormd die de opbrengst en zuiverheid van hetzij extractprodukt of het raffinaatprodukt of van beide kunnen verminderen.

De pH van water varieert uiteraard sterk afhankelijk van de bron waaruit het water afkomstig is, naast andere 25 factoren. Methoden voor het handhaven en regelen van een gewen ste pH van water zijn echter algemeen bekend aan de vakmensen op het gebied van de waterbehandeling. Die methoden omvatten in het algemeen het toevoegen van een alkalische verbinding zoals natriumhydroxyde of van een zuurverbinding zoals zoutzuur aan 30 het water in een hoeveelheid die nodig is om de gewenste pH te bereiken en te handhaven.

Voorheen heeft men reeds ingezien dat bepaalde eigenschappen van adsorbentia zeer gewenst, zo niet absoluut noodzakelijk zijn voor ...het met succes uitvoeren van een selec-35 tieve adsorptiewerkwijze. Die eigenschappen zijn even belangrijk bij de werkwijze volgens de uitvinding. Tot die eigenschappen 800 34 22 10 behoren adsorptievermogen voor een zeker volume van een extract-component per volume adsorbens; selectieve adsorptie van een extractcomponent ten opzichte van een raffinaatcomponent en van het desorbensmateriaal; voldoende grote adsorptiesnelheid 5 van een extractcomponent door het adsorbens en desorptiesnelheid van een extractcomponent uit het adsorbens. Vermogen van het adsorbens voor het adsorberen van een specifiek volume van een extractcomponent is uiteraard een noodzakelijke eigenschap.

Als het adsorbens niet een dergelijk vermogen heeft, is het 10 onbruikbaar voor een adsorptieve scheidingswerkwijze. Voorts geldt dat hoe hoger het adsorptievermogen voor een extractcomponent is, hoe beter het adsorbens is. Een grotere adsorptiecapaciteit van een bepaald adsorbens maakt het mogelijk de hoeveelheid adsorbens die nodig is voor het afscheiden van een extractcomponent 15 met een bekende concentratie uit een voedingsmengsel dat met een bepaalde snelheid wordt toegevoerd, te verminderen. Vermindering van de hoeveelheid adsorbens die nodig is voor een specifieke adsorptieve scheiding verlaagt de kosten van de scheidingswerkwijze. Het is belangrijk dat wanneer een adsorbens een 20 goed adsorptievermogen heeft in verse toestand, dit adsorptie vermogen ook bij werkelijk gebruik bij de scheidingswerkwijze gedurende een zekere, economische levensduur, behouden blijft.

De tweede noodzakelijke eigenschap van het adsorbens is het vermogen van het adsorbens om componenten van de voeding te schei-25 den of met andere woorden is de eigenschap dat het adsorbens een selectief adsorptievermogen heeft (B) voor ëën component ten opzichte van een andere component. Een relatieve selectiviteit kan niet alleen worden vermeld voor ëën voedingscomponent ten opzichte van een andere, maar kan ook worden opgegeven 30 voor elke component van het voedingsmengsel ten opzichte van het desorbensmateriaal. De selectiviteit (B) die in deze aanvrage wordt gebruikt wordt gedefinieerd als de verhouding van de twee componenten in de geadsorbeerde fase ten opzichte van de verhouding van dezelfde twee componenten in de niet geadsorbeerde 35 fase onder evenwichtsomstandigheden. De relatieve selectiviteit wordt weergegeven door de vergelijking 1: 800 3 4 22 η

/vol.percent C/vol. percent D/ A

Selectiviteit = (B) = 3-— (Verg.l)

/vol.percent C/vol. percent D/ U

waarin C en D twee componenten van de voeding zijn waarvan het 5 gehalte is uitgedrukt in vol.% en waarin de aanduidingen A

respectievelijk U de geadsorbeerde respectievelijk niet geadsorbeerde fase aangeven. Van evenwicht is sprake wanneer een voeding die over een bed van adsorbens wordt geleid na het contact met het bed van adsorbens geen verandering in samenstel-10 ling heeft ondergaan. Met andere woorden van evenwicht is sprake als er geen netto overdracht van materiaal optrad bij contact met het adsorbens tussen de niet geadsorbeerde en geadsorbeerde fasen. Als de selectiviteit van twee componenten ongeveer 1,0 bedraagt, is er geen sprake van preferentiële 15 adsorptie van de ene component door het adsorbens ten opzichte van de andere. Beide componenten worden geadsorbeerd (of niet-geadsorbeerd) in ongeveer dezelfde mate in vergelijking met elkaar. Als de selectiviteit (B) kleiner is dan of groter is dan 1,0 is er sprake van preferentiële adsorptie door het 20 adsorbens voor êën component ten opzichte van de andere. Wan neer de selectiviteit van het adsorbens voor ëën component C ten opzichte van component D wordt beschouwd, geldt dat een selectiviteit (B) groter dan 1,0 duidt op preferentiële adsorptie van component C door het adsorbens. Een selectiviteit (B) 25 van minder dan 1,0 zou betekenen dat component D preferentieel wordt geadsorbeerd terwijl een niet geadsorbeerde fase overblijft die rijk is aan component C en geadsorbeerde fase wordt verkregen die rijker is aan component D. In het ideale geval dienen desorbensmaterialen een selectiviteit te hebben van 30 ongeveer 1 of iets minder dan 1 ten opzichte van alle extract- componenten, zodat alle extractcomponenten als groep bij een redelijke stroomsnelheid van het desorbensmateriaal kunnen worden gedesorbeerd terwijl omgekeerd extractcomponenten in een volgende adsorptietrap desorbensmateriaal kunnen verdringen.

35 Hoewel de scheiding van een extractcomponent van een raffinaat- 800 3 4 22 32 component theoretisch mogelijk is als de selectiviteit van het adsorbens voor de extractcomponent ten opzichte van de raffinaatcomponent groter is dan 1,0, wordt er de voorkeur aan gegeven dat die selectiviteit groter is dan 2,0. Net als 5 voor de relatieve vluchtigheid geldt dat hoe groter de selec tiviteit is, hoe gemakkelijker de scheiding uitgevoerd kan worden. Een hogere selectiviteit maakt het mogelijk een kleinere hoeveelheid adsorbens te gebruiken. De derde belangrijke factor is de uitwisselingssnelheid van de extractcomponent uit 10 het voedingsmengsel of, met andere woorden, de relatieve desorp- tiesnelheid van de extractcomponent. Deze eigenschap houdt rechtstreeks verband met de hoeveelheid desorbensmateriaal die moet worden gebruikt bij het winnen van de extractcomponent uit het adsorbens. Grotere uitwisselingssnelheden verminderen 15 de hoeveelheid desorbensmateriaal die nodig is voor het ver wijderen van de extractcomponent en maken zodoende een verlaging van de bedrijfskosten van de werkwijze mogelijk. Bij grotere uitwisselingssnelheid behoeft er minder desorbensmateriaal door de inrichting waarin de werkwijze wordt uitgevoerd 20 te worden gepompt en uit de extractstroom te worden afge scheiden voor hernieuwd gebruik bij de werkwijze.

Adsorbentia ten gebruike bij de werkwijze volgens de uitvinding bevatten specifieke kristallijne aluminiumsilicaten of moleculaire zeven. Kristallijne aluminiumsilicaten 25 die onder dit begrip vallen en bij de uitvinding gebruikt kun nen worden zijn onder andere kristallijne aluminiumsilicaten met een kooistructuur waarin de aluminiumoxyde-en silicium-oxydetetraëders innig zijn verbonden in een open driedimensionaal netwerk tot een kooivormige structuur met raamachtige 30 poriën met een vrije diameter van ca 0,8 nm. De tetraëders zijn verknoopt door middel van de gemeenschappelijke zuurstofatomen waarbij de ruimten tussen de tetraëders zijn ingenomen door watermoleculen voordat de zeoliet partieel of totaal wordt ge-dehydrateerd. De dehydratatie van de zeoliet leidt tot kristal-35 len doorvlochten met cellen met afmetingen ter grote van een molecuul waarom de kristallijne aluminiumsilicaten dikwijls 800 34 22 13 worden aangeduid als "moleculaire zeven", in het bijzonder als de scheiding die ze teweeg brengen in hoofdzaak berust op het verschil in grootte tussen de moleculen van de voeding, bijvoorbeeld als kleine moleculen van n-alkanen worden gescheiden van 5 grotere iso-alkaanmoleculen door middel van een bepaalde mole culaire zeef.

In gehydrateerde vorm omvatten de bij de werkwijze volgens de uitvinding gebruikte kristallijne aluminiumsilicaten in het algemeen die zeolieten die kunnen worden weergegeven met 10 de formule M2/n0 :A1203 :wSi02 :yH20 (1) waarin "M" een kation voorstelt dat de elektrische waardigheid van de tetraëders met aluminium in het centrum compenseert, wat in het algemeen wordt aangeduid als een uitwisselbare kat-15 ionplaats, "n" de waardigheid van het kation aangeeft, "w" de molen Si02 aanduidt en "y" de molen water aanduidt. Het algemeen met "M" aangeduide kation kan éénwaardig, tweewaardig of driewaardig zijn of er kan een mengsel van kationen aanwezig zijn.

Blijkens de stand van de techniek heeft men alge-20 meen ingezien dat adsorbentia die X en Y zeolieten omvatten gebruikt kunnen worden voor bepaalde adsorptieve scheidings-werkwijzen. Die zeolieten worden beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 2.882.244 en 3.120.007. Zeoliet X kan in de gehydrateerde of partieel gehydrateerde vorm worden weergegeven 25 door de molverhouding van verschillende oxyden, door de formule: (0,9+0,2)M2/nO:Al2O3 : (2,50+0,5)Si02:yH20 (2) waarin M tenminste ëén kation voorstelt met een waardigheid van ten hoogste 3, n de waardigheid van M aangeeft en y een getal is met een waarde tot 9, afhankelijk van de identiteit van 30 M en van de hydratatiegraad van het kristal. Zoals uit formule (2) blijkt is de molverhouding Si02/Al203 van zeoliet X 2,5+0,5. Het kation M kan verschillende betekenissen hebben en bij voorbeeld voorstellen waterstof-, alkalimetaal-, of aardalkalime-taalkation of ook een ander bepaald kation maar wordt in het al-35 gemeen aangeduid als een uitwisselbare kationplaats. Als het zeoliet X net is bereid, bestaat het kation M gewoonlijk in 800 3 4 22 14 hoofdzaak uit natrium, dat wil zeggen er is overwegend op de uitwisselbare kationplaatsen aanwezige kation is natrium en de zeoliet wordt daarom aangeduid als natrium-zeoliet X. Afhankelijk van de zuiverheid van de reagentia die worden gebruikt 5 bij de bereiding van de zeoliet kunnen ook andere hiervoor genoemde kationen als verontreiniging aanwezig zijn. De zeoliet Y kan in de gehydrateerde of partieel gehydrateerde vorm eveneens worden weergegeven met een formule waarin de molverhouding van de oxyden naar voren komt, namelijk met de formule: 10 (0,9+0,2)M2/nO:Al203:wSi02:yH20 (3) waarin M tenminste één kation voorstelt met een waardigheid van ten hoogste 3, n de waardigheid van M aangeeft, w een getal is van 3 tot 6 en y een getal is met een waarde van ten hoogste 9, afhankelijk van de identiteit van M en van de hydratatiegraad 15 van het kristal. De molverhouding Si02/Al203 van zeoliet Y kan dus 3 tot 6 bedragen. Evenals bij zeoliet X.kan het kation M allerlei kationen voorstellen, maar als de zeoliet Y net is bereid bestaat het kation M ook gewoonlijk in hoofdzaak uit natrium. Een zeoliet Y die overwegend natrium kationen bevat op de 20 uitwisselbare kationplaatsen wordt daarom aangeduid als natrium- zeoliet Y.

Kationen die uitwisselbare kationplaatsen innemen in de zeoliet kunnen worden vervangen door andere kationen door middel van ionenuitwisseling zoals aan de vakmensen op het 25 gebied van de kristallijne aluminiumsilicaten algemeen bekend is. Een dergelijke ionenuitwisseling wordt in het algemeen uitgevoerd door de zeoliet of een adsorbens dat de zeoliet bevat in contact te brengen met een waterige oplossing van een oplosbaar zout van het kation of de kationen die men in de zeoliet 30 wenst te brengen. Nadat de gewenste mate van uitwisseling heeft plaats gevonden, wordt de moleculaire zeef uit de waterige oplossing verwijderd, uitgewassen en gedroogd tot een gewenst watergehalte. Op een dergelijke wijze kunnen de natriumkationen en eventuele niet-natriumkationen die als verontreinigingen een 35 aantal uitwisselbare plaatsen kunnen innemen in een natrium- zeoliet X of^T ten dele of praktisch volledig worden vervangen 800 34 22 15 door andere kationen. Er wordt de voorkeur aan gegeven dat de zeoliet die bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt gebruikt op de uitwisselbare kationplaatsen alkalimetaal- en/of aardalkalimetaal-kationen bezit.

5 Typische adsorbentia volgens de stand van de techniek die worden gebruikt bij scheidingswerkwijzen bevatten zeolietkristallen en amorf materiaal. De zeoliet zal in het algemeen in het adsorbens aanwezig zijn in een hoeveelheid variërend van ca 75 gew.% tot ca 98 gew.% berekend op het adsor-10 bens vrij van vluchtige componenten. De samenstelling vrij van vluchtige componenten wordt in het algemeen bepaald nadat het adsorbens bij 900°C is gecalcineerd om alle vluchtige stoffen uit te drijven. De rest van het adsorbens zal in het algemeen bestaan uit eenanorf anorganisch materiaal zoals silicium-15 dioxyde, of si1iciumdioxyde-aluminiumoxydemengseis of verbin dingen zoals verschillende kleisoorten, welk materiaal aanwezig is, innig gemengd met de kleine deeltjes van het zeoliet-materiaal. Dit amorfe materiaal kan een nevenprodukt zijn van de bereiding van de zeoliet (bijvoorbeeld als gevolg van een 20 bewuste onvolledige zuivering van de zeoliet tijdens de berei ding) of het kan worden toegevoegd aan betrekkelijk zuivere zeoliet, maar in beide gevallen is het doel ervan gewoonlijk te fungeren als bindmiddel om te helpen de harde kristallijne deeltjes van de zeoliet tot vormstukjes of agglomeraten te 25 vormen. Normaliter bevindt het adsorbens zich in deeltjesvorm, bijvoorbeeld in de vorm van extrudaten, aggregaten, tabletten, meer of meer grote bolletjes of korrels met een gewenste deel-tjesgrootteverdeling. Een typisch adsorbens heeft gewoonlijk een deeltjesgrootte van ca 0,4-1,2 mm. Voorbeelden van zeolie-30 ten die worden gebruikt in adsorbentia volgens de stand van de techniek hetzij in de vorm waarin ze bij de bereiding worden verkregen hetzij na kationenuitwisseling zijn de "moleculaire zeven 13X" en "SK-40" die beide verkrijgbaar zijn bij Linde Company, Tonawanda, New York. Het eerste materiaal bevat uiter-35 aard zeoliet X terwijl het laatste materiaal zeoliet Y bevat.

Het is bekend dat zeolieten van het type X respectievelijk Y

800 3 4 22 16 voldoen aan het vereiste van selectiviteit en andere noodzakelijke eigenschappen bezitten die hiervoor werden besproken en daarom geschikt zijn voor gebruik bij scheidingswerkwijzen.

In tegenstelling tot de adsorbentia volgens de 5 stand van de techniek bevat het adsorbens volgens de uitvinding een bindmiddel omvattende een voor water permeabel organisch polymeer. Om voor water permeabel te zijn zal het organische polymeer, als het zich in de vorm van een droge vaste stof bevindt, in zijn gehele massa kleine open ruimten en kanalen be-10 zitten die het mogelijk maken dat een waterige oplossing in het polymeer binnendringt en zo in contact komt met de zeoliet-deeltjes die door het polymeer onderling zijn verbonden.

Gevonden werd dat het cellulosenitraat en/o£ cellulose-esters zoals celluloseacetaat bijzonder geschikt zijn voor 15 gebruik in de adsorbentia volgens de uitvinding. De concentratie van het organische polymeer in het adsorbens bedraagt bij voorkeur 3,0 tot 50,0 gew.%.

Net als sommige van de hiervoor besproken adsorbentia volgens de stand van de techniek, bevindt het adsorbens 20 volgens de uitvinding zich ook in de vorm van deeltjes met een deeltjesgrootte van ca 0,18-1,2 mm. In tegenstelling tot de adsorbentia volgens de stand van de techniek behoeven de adsorbentia volgens de uitvinding echter niet te worden gecalcineerd en vertonen ze, wat zeer belangrijk is, een aanzienlijk geringe-25 re desintegratie en geven ze ook een aanzienlijk geringere sili- ciumverontreiniging van de produktstroom indien ze worden gebruikt bij de werkwijze volgens de uitvinding. De verminderde desintegratie leidt ertoe dat er slechts een minimale ongewenste stijging van het drukverval over de kolom optreedt waarin het 30 adsorbens wordt toegepast, in vergelijking met de onvermijdelijke hoge stijging van het drukverval dat zich voordoet bij de adsorbentia volgens de stand van de techniek.

Het adsorbens volgens de uitvinding wordt bereid door poeder van het kristallijne aluminiumsi1icaat, poeder van 35 het in water oplosbare organische polymere bindmiddel en een vloeibaar organisch oplosmiddel tezamen te vermengen tot een 800 34 22 17 verwerkbaar en vervormbaar mengsel, het mengsel in de vorm van bepaalde vormstukken te brengen, het oplosmiddel uit de vorm-stukken te verwijderen en de vormstukken te breken tot de gewenste deeltjesgrootte. Het in de gewenste vorm brengen van het 5 vervormbare mengsel vindt bij voorkeur plaats door extrusie.

Het aluminiumsilicaat en het bindmiddelpoeder kunnen eerst tezamen worden gemengd waarna het oplosmiddel aan het poedermeng-sel wordt toegevoegd, of het bindmiddelpoeder kan eerst worden opgelost in het oplosmiddel waarna het aluminiumsilicaatpoeder 10 aan de oplossing wordt toegevoegd. Vloeibare organische oplos middelen waaraan de voorkeur wordt gegeven zijn p-dioxan, methyl-ethylketon, aceton, chloroform, benzylalkohol, ethylacetaat en cyclohexanon die alle desgewenst gemengd kunnen worden met formamide. Het oplosmiddel wordt uit de vormstukken verwijderd 15 hetzij door uitwassen met water gevolgd door drogen bij een tem peratuur van niet meer dan 100°C of door eenvoudig bij die temperatuur te drogen. De vormstukken worden gebroken tot deeltjes met bij voorkeur een zodanige deeltjesgrootte dat de deeltjes door een zeef heengaan met een maaswijdte van 1,2 mm en blijven 20 liggen op een zeef met een maaswijdte van 0,18 mm. Eventuele fijne deeltjes die ontstaan bij het breken van de vormstukjes en die niet blijven liggen op de zeef met een maaswijdte van 0,18 mm kunnen worden toegevoegd aan het aluminiumsilicaat-oplosmiddel-bindmiddelmengsel. De deeltjes kunnen verder worden 25 behandeld om ionenuitwisseling teweeg te brengen tussen kationen op de uitwisselbare kationplaatsen van het kristallijne aluminiumsilicaat in de deeltjes en andere kationen, bij voorkeur alkalimetaal- en/of aardalkalimetaalionen.

Gevonden werd dat eenvoudig bekleden van een con-30 ventioneel door middel van klei gebonden adsorbens met een organisch polymeerlaagje niet leidt tot de verbeterde adsorbentia zoals volgens de uitvinding worden verkregen. De gunstige effecten van de adsorbentia volgens de uitvinding worden slechts bereikt als het organische polymeer is opgenomen in het adsorbens 35 in plaats van de conventionele anorganische bindmiddelen.

Het adsorbens kan worden toegepast in de vorm van 800 3 4 22 18 een dicht compact vast bed dat afwisselend in contact wordt gebracht met het voedingsmengsel en met desorbens. Bij de eenvoudigste uitvoering van de werkwijze volgens de uitvinding, wordt het adsorbens gebruikt in de vorm van een enkel statisch 5 bed in welk geval de werkwijze slechts semi-continu is. Bij een andere uitvoeringsvorm kan een reeks van twee of meer statische bedden worden gebruikt waarbij door middel van geschikte verbindingen met de juiste afsluiters kan worden bereikt dat het voedingsmengsel steeds door een of meer adsorbensbedden 10 wordt geleid terwijl het desorbens door een of meer van de ande re bedden van de reeks kan worden geleid. De stroom van voedingsmengsel en van desorbens kan hetzij van beneden naar boven of van boven naar beneden door het adsorbens gaan. Elke conventionele inrichting die wordt gebruikt voor het contact tussen 15 fluïdum en vaste stof in een statisch bed kan bij de werkwijze volgens de uitvinding worden toegepast.

Systemen met een bewegend bed in tegenstroom of met een gesimuleerd bewegend bed in tegenstroom, hebben echter een veel grotere scheidingsefficiency dan systemen met een 20 vast adsorbensbed en daarom wordt aan de toepassing van dergelijke systemen bij de scheidingswerkwijze volgens de uitvinding de voorkeur gegeven. Bij de werkwijzen met een bewegend bed of met een gesimuleerd bewegend bed vinden de adsorptie- en desorp-tiebewerking continu plaats waardoor het mogelijk is continu 25 een extract en een raffinaatstroom te bereiden en ook de voe- dingsstroom en desorbensstroom continu worden gebruikt. Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitviriing wordt gebruik gemaakt van het zogenaamde gesimuleerde bewegende bed-tegenstroomsysteem waarvan de werkprincipes en 30 de volgorde waarin wordt gewerkt uitvoerig is beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 2.985.589. Bij een dergelijk systeem verplaatsen een groot aantal vloeistofinlaatpunten zich omlaag langs een adsorbenskamer waardoor een opwaartse beweging van adsorbens in de kamer wordt gesimuleerd. Slechts vier van de 35 inlaatleidingen zijn op elk tijdstip in bedrijf, namelijk de inlaatleiding voor de voedingsstroom, de inlaatleiding voor het 800 34 22 19 desorbens, uitlaatleiding voor raffinaat en uitlaatleiding voor de extractstroom. Samenvallend met deze gesimuleerde opwaartse beweging van bet vaste adsorbens vindt de beweging van de vloeistof plaats die het open volume van het gepakte bed van 5 adsorbens inneemt. Opdat tegenstroomcontact wordt gehandhaafd kan een vloeistofstroom omlaag door de adsorbenskamer worden teweeg gebracht door middel van een pomp. Naarmate een inlaat-punt voor vloeistof zich tijdens een cyclus verplaatst, dat wil zeggen van de top van de kamer naar de bodem, geeft de circula-10 tiepomp een stroming door verschillende zones die verschillende stroomsnelheden vereisen. Een stromingsregelaar met een geprogrammeerd regelsysteem kan worden gebruikt om deze stroomsnelheden in te stellen en te regelen.

De in bedrijf zijnde inlaatpunten voor vloeistof 15 verdelen de adsorbenskamer op een effectieve wijze in schei-dingszones die elk een verschillende functie hebben. Bij dit aspect van de uitvinding is het in het algemeen noodzakelijk dat er drie afzonderlijke werkzones zijn opdat de werkwijze werkelijk plaats vindt hoewel er in sommige gevallen desgewenst 20 ook een vierde zone kan worden toegepast.

De adsorptiezone, zone 1, wordt gedefinieerd als de zone met adsorbens gelegen tussen de inlaat voor de voe-dingsstroom en de uitlaat voor de raffinaatstroom. In deze zone komt de voeding in contact met het adsorbens waarbij een 25 extractcomponent wordt geadsorbeerd en een raffinaatstroom wordt afgevoerd. Daar de algeméne stroming door zone 1 de stroming is van de voedingsstroom die de zone binnenkomt in de richting van de raffinaatstroom die de zone uitgaat, wordt die stroming als in benedenwaartse richting gericht beschouwd, gezien van de 30 inlaat voor de voeding naar de uitlaat voor het raffinaat.

Direct benedenstrooms van de fluïdumstroom in zone 1 bevindt zich de zuivering s zone, zone 2. De zuiveringszone wordt gedefinieerd als de zone met adsorbens gelegen tussen de uitlaat voor de extractstroom en de inlaat voor de voedings-35 stroom. De basisbewerkingen die plaats vinden in zone 2 zijn de verdringing uit het niet selectieve lege volume van het adsor- 800 34 22 20 bens van eventueel raffinaatmateriaal dat in zone 2 terecht komt door het "verplaatsen" van adsorbens naar die zone en de desorptie van eventueel raffinaatmateriaal dat is geadsorbeerd in het selectieve poriënvolume van het adsorbens of is geadsor-5 beerd aan de oppervlakken van de adsorbensdeeltjes. Zuivering wordt bereikt door een deel van de extractstroom die uit zone 3 komt, de uitgaande extractstroom, bij de bovenstroomse grens in zone 2 te leiden om de verdringing van raffinaatmateriaal te bewerkstelligen. De stroming van materiaal in zone 2 vindt 10 plaats in benedenstroomse richting dat wil zeggen vanaf de uitlaat voor de extractstroom naar de inlaat voor de voedings-stroom.

Direct bovenstrooms van zone 2, beschouwd ten opzichte van de vloeistofstroom in zone 2, bevindt zich de de-15 sorptiezone, zone 3. De desorptiezone wordt gedefinieerd als de zone met adsorbens gelegen tussen de inlaatvoor desorbens en de uitlaat voor de extractstroom. De functie van de desorptiezone is om een desorbensmateriaal dat in deze zone komt de extractcomponent die tijdens een voorafgaand contact met voe-20 ding in zone 1 in een voorafgaande cyclus, te ver-dringen. De stroming van fluïdum in zone 3 vindt praktisch in dezelfde richting plaats als in de zones 1 en 2.

In sommige gevallen wordt desgewenst een bufferzone, zone 4, toegepast. Deze zone, die wordt gedefinieerd als 25 de zone met adsorbens, gelegen tussen de uitlaat voor de raffi- naatstroom en de inlaat voor de desorbensstroom bevindt zich, indien hij aanwezig is, direct bovenstrooms rekening houdend met de vloeistofstroming, van zone 3. Zone 4 wordt eventueel toegepast om de hoeveelheid desorbens die in de desorptietrap 30 wordt gebruikt in stand te houden, omdat een deel van de raffi- naatstroom die uit zone 1 wordt verwijderd in zone 4 kan worden geleid ter verdringing van desorbensmateriaal uit die zone naar de desorptiezone toe. Zone 4 moet voldoende adsorbens bevatten zodat kan worden verhinderd dat raffinaatmateriaal dat aanwezig 35 is in de raffinaatstroom die vanuit zone 1 in zone 4 wordt ge voerd, doorstroomt in zone 3 en zodoende de extractstroom die 8003422 21 uit zone 3 wordt verwijderd zou verontreinigen. In de gevallen dat de vierde zone niet wordt toegepast moet de raffinaatstroom die vanuit zone 1 naar zone 4 gaat zorgvuldig in de gaten worden gehouden opdat de stroom rechtstreeks vanuit zone 1 naar 5 zone 3 kan worden gestopt als er een belangrijke hoeveelheid raffinaatmateriaal aanwezig is in de raffinaatstroom die van zone 1 naar zone 3 zodat de uitgaande extractstroom niet wordt verontreinigd.

Een cyclische verplaatsing van de inlaten en uit-10 laten voor de verschillende stromen over het vaste bed van adsor-bens kan worden bereikt door middel van een verdeelsysteem met een verdeelstuk en afsluiters waarbij de afsluiters aan het verdeelstuk in volgorde in bedrijf worden gesteld om de verplaatsing van de invoer en afvoerpunten voor de verschillende 15 stromen te bewerkstelligen en een tegenstroom van fluïdum ten opzichte van het vaste adsorbens te bereiken. Een ander systeem dat de tegenstroom van vast adsorbens ten opzichte van vloeistof teweeg kan brengen bestaat in het gebruik van een roterende schijfafsluiter waarbij de leidingen voor de verschillende in 20 te voeren en af te voeren stromingen met die afsluiter zijn ver bonden en de leidingen waardoor de voeding wordt ingevoerd, het extract wordt afgevoerd, desorbens wordt ingevoerd en de raffinaatstroom wordt afgevoerd, zich in dezelfde richting zich langs het adsorbensbed verplaatsen. Zowel het systeem met een verdeel-25 stuk met afsluiters als het systeem met een schijfafsluiter zijn op zichzelf bekend. Roterende schijfafsluiters die bij het boven beschreven systeem kunnen worden gebruikt worden beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 3.040.777 en 3.422.848. Beide octrooischriften beschrijven een roterende afsluiter voor 30 het verbinden van leidingen waarmee de verplaatsing van de verschillende in te voeren en af te voeren stromen die komen uit vaste bronnen, zonder moeilijkheden kan worden bereikt.

In vele gevallen zal een van de werkzones een veel grotere hoeveelheid adsorbens bevatten dan een of meer 35 andere werkzones. In sommige gevallen kan de bufferzone bijvoorbeeld een kleine hoeveelheid adsorbens bevatten in vergelijking 800 34 22 22 met de hoeveelheid adsorbens die nodig is in de adsorptie en zuiveringszones. In gevallen dat een desorbens wordt gebruikt dat gemakkelijk het extract materiaal uit het adsorbens kan desorberen zal, zoals duidelijk zal zijn, een betrekkelijk 5 kleine hoeveelheid adsorbens nodig zijn in de desorptiezone in vergelijking met de hoeveelheid adsorbens die nodig is in de bufferzone of de adsorptiezone of de zuiveringszone of in alle drie deze zones. Daar het niet noodzakelijk is dat het adsorbens zich bevindt in een enkele kolom valt ook de toepassing van 10 een aantal kamers of een reeks van kolommen binnen het kader van de uitvinding.

Het is niet noodzakelijk dat de invoer of afvoer van alle stromen gelijktijdig plaats vindt en in de praktijk kunnen in vele gevallen enkele van de stromen worden uitgescha-15 keld terwijl met andere stromen invoer of afvoer van materiaal plaats vindt. De inrichting die kan worden gebruikt voor de uitvoer van de werkwijze volgens de uitvinding kan ook een reeks van afzonderlijke bedden omvatten die zijn verbonden door ver-bindingsleidingen waarop aansluitstompen voor invoer of afvoer-20 leidingen zijn aangebracht waarmee de verschillende leidingen voor de invoer of afvoer van stromen kunnen worden verbonden en afwisselend en periodiek kunnen worden verplaatst om een continue werking te bereiken. In sommige gevallen kunnen de verbindings-leidingen zijn verbonden met verbindingskranen die tijdens de 25 normale werking niet worden gebruikt als leiding voor het in voeren van materiaal in of afvoeren van materiaal uit het proces.

In het algemeen zal tenminste een deel van de uitgaande extractstroom bij de werkwijze volgens de uitvinding in een scheidingsinrichting worden geleid waarin tenminste een deel 30 van het desorbensmateriaal kan worden afgescheiden onder vorming van een extract dat een verminderde concentratie aan desorbensmateriaal bevat. Bij voorkeur, maar.dat is niet noodzakelijk voor de werkwijze volgens de uitvinding zal ook tenminste een deel van de uitgaande raffinaatstroom naar een scheidingsinrichting 35 worden gevoerd waarin tenminste een deel van het desorbensmate riaal kan worden afgescheiden onder vorming van een desorbens- 800 34 22 23 stroom die opnieuw bij de werkwijze kan worden gebruikt en van een raffinaatstroom die een verlaagde concentratie aan desorbens-materiaalbevat. Typische voorbeelden van geschikte scheidings-inrichtingen zijn een fractioneerkolom of verdamper, waarvan de 5 uitvoering en vormgeving algemeen in de scheidingstechniek be kend zijn.

Voor een verdere beschrijving en toelichting van de gesimuleerde bewegend bed-tegenstroom scheidingswerkwijze wordt verwezen naar Amerikaans octrooischrift 2.985.589 en naar 10 een lezing van D.B. Broughton getiteld "Continuous Adsorptive

Processing — A New Separation Technique" op de 34th Annual Meeting of the Society of Chemical Engineers at Tokyo, Japan, op April 2, 1969.

Er wordt een dynamische beproevingsinrichting ge-15 bruikt voor het beproeven van de verschillende adsorbentia met bepaalde voedingsmengsels en bepaalde desorbentia om de belangrijke eigenschappen van het adsorbens, adsorptiecapaciteit, selectiviteit en uitwisselingssnelheid, te bepalen. Die inrichting bestaat uit een adsorbenskamer met een volume van ca 70 3 20 cm en met een inlaat en uitlaatopening aan weersemden van de kamer. De kamer bevindt zich in een omgeving waarvan de temperatuur wordt geregeld en daarnaast wordt een drukregelaar gebruikt om de kamer op een bepaalde constante druk te houden. Kwantitatieve en kwalitatieve analytische apparatuur, zoals 25 refractometers, polarimeters en chromatografen kunnen worden verbonden met de uitgangsleiding van de kamer en worden gebruikt voor het kwantitatief of kwalitatief vaststellen van de aanwezigheid van een of meer componenten in de effluentstroom die de adsorptiekamer verlaat. Met deze beproevingsapparatuur 30 wordt op de volgende wijze een proef uitgevoerd waarbij momen taan een stroompje materiaal in te voeren om zo de selectiviteit en andere gegevens voor verschillende adsorbenssystemen te bepalen. Bij die proef wordt het adsorbens eerst totdat evenwicht is bereikt met een bepaald desorbens behandeld door het desor-35 bensmateriaal door de adsorbenskamer te leiden. Op een geschikt moment wordt een stroom voeding bestaande uit desorbens met een 80034 22 24 bekende concentratie aan een "tracer" en met een bekende concentratie aan een bepaald ketose en/of aldose gedurende enkele minuten ingevoerd. Vervolgens wordt de desorbensstroom weer in werking gesteld en de tracer en het ketose en aldose worden ge-5 elueerd net als bij vloeistof-vastestofchromatografie. Het effluent kan tijdens het wegstromen voortdurend worden geanalyseerd of er kunnen periodiek effluentmonsters worden verzameld die later afzonderlijk worden geanalyseerd met analytische apparatuur waarbij uit de gemeten (ontwikkelde) pieken van de ver-10 schillende componenten "piekkrommen" worden afgeleid (de toppen van de opeenvolgende pieken voor elke component worden verbonden.).

Uit de informatie verkregen met het proefadsorbens kan het gedrag van dat adsorbens worden afgeleid in de vorm van gegevens over het open volume, het retentievolume voor een 15 extractcomponent of een raffinaatcomponent, de selectiviteit voor één component ten opzichte van de andere, de desorptiesnelheid van een extractcomponent door het desorbens en de mate waarin silicium verontreiniging van het extract en van de raffinaat-stroom optreedt. Het retentievolume van een extract of raffinaat-20 component kan worden uitgedrukt in de afstand tussen het midden van de piekkromme voor een extract of een raffinaatcomponent en de piekkromme voor de tracercomponent of een ander bekend refe- 3 rentiepunt. Het retentievolume wordt uLtgedrukt m het aantal cm desorbens dat gedurende dit tijdsverloop wordt doorgepompt, weer-25 gegeven door de afstand tussen de piekkrommen. De selectiviteit (B) voor een extractcomponent ten opzichte van de raffinaatcomponent kan worden weergegeven door de verhouding van de afstand tussen het midden van de piekkromme voor de extractcomponent en de piekkromme van de tracer (of een ander referentiepunt en de 30 overeenkomstige afstand tussen het midden van de piekkromme voor de raffinaatcomponent en de piekkromme voor de tracer. De uit-wisselingssnelheid van een extractcomponent tegen het desorbens kan in het algemeen worden gekarakteriseerd door de breedte van de piekkromme ter halver hoogte. Hoe kleiner de piekbreedte, 35 hoe groter de desorptiesnelheid.

Een verdere beoordeling van veel belovende adsor- 800 34 22 25 benssystemen en het vertalen van de gegevens van het bovengenoemde type in een praktische scheidingswerkwijze vereist het uitvoeren van werkelijke proeven met het beste systeem in een vloeistof-vastestofcontact-inrichting met een continu in tegen-5 stroom bewegend bed of gesimuleerd bewegend bed. De algemene werkingsprincipes van een dergelijke inrichting zijn hiervoor beschreven. Een specifieke voor gebruik op een laboratorium geschikte inrichting waarin van deze principes gebruik wordt gemaakt wordt beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 10 3.706.812. Die inrichting omvat een aantal adsorbensbedden met een aantal toevoerleidingen verbonden met verdeelorganen in het bed en eindigend in een roterende verdeelafsluiter. Bij een gegeven stand van de afsluiter worden voeding en desorbens in de inrichting ingevoerd via twee van de leidingen en worden raf-15 finaat en extractstromen afgevoerd door twee andere leidingen.

Alle overige verbindingsleidingen zijn buiten bedrijf en als de stand van de verdeiafsluiter ëën stap verplaatst, schuiven alle in bedrijf zijnde leidingen ëën bed op. Hiermee wordt een toestand gesimuleerd waarbij het adsorbens zich fysisch in tegen-20 stroom verplaatst met de vloeistofstromen. Verdere details over de bovengenoemde inrichting voor het beproeven van adsorbens en over de technieken voor het beoordelen van adsorbens worden gegeven in een artikel van A.J. de Rosset, R.W. Neuzil, D.J. Korous en D.H. Rosback getiteld "Separation of Cg Aromatics by 25 Adsorption", dat werd gepresenteerd bij de American Chemical Society, Los Angeles, California, 28 maart t/m 2 april, 1971.

Hoewel bij vele adsorptieve scheidingswerkwijzen zowel in de vloeibare fase als in de dampfase kan worden gewerkt, is bij de werkwijze volgens de uitvinding werken in de 30 vloeibare fase nodig, omdat dan lagere temperaturen nodig zijn en omdat bij werken in de vloeibare fase hogere opbrengsten aan extractprodukt kunnen worden verkregen dan mogelijk is bij werken in de dampfase. Geschikte adsorptie-omstandigheden zijn adsorptie bij een temperatuur tussen 20 en 200°C, bij voorkeur 35 tussen 20 en 100°C, waarbij wordt gewerkt onder een druk tussen atmosferische druk en ca 3600 kPa waarbij aan een druk tussen 800 34 22 26 ca atmosferische en ca 1850 kPa de voorkeur wordt gegeven voor het handhaven van de vloeibare fase. Voor de desorptie geldt dat de temperatuur en de druk tussen dezelfde grenzen moet liggen als bij de adsorptie.

5 De afmetingen van de eenheden die bij de werkwijze volgens de uitvinding worden toegepast kan variëren van afmetingen die geschikt zijn voor werken op proef-fabriekschaal (zie bijvoorbeeld het Amerikaanse octrooischrift 3.706.812) tot afmetingen zoals worden toegepast bij werken op technische 10 schaal waarbij de debieten kunnen variëren van slechts enkele cm /h tot vele duizenden liter/h.

De volgende voorbeelden illustreren de uitvinding zonder enige beperking in te houden.

Voorbeeld I

15 Dit voorbeeld illustreert de bereiding van adsor- bentia volgens de uitvinding. Er werden vijf verschillende adsorb ensmons ter s bereid waarbij voor de bereiding telkens de volgende trappen werden toegepast: 1) Poeder van Na-zeoliet type Y werd gemengd met 20 een organisch polymeer; bij vier van de monsters bestond het organische polymeer uit cellulose-acetaatpoeder en bij een van de monsters uit cellulose-acetaat en cellulosenitraatpoeder.

2) Aan het poedermengsel wordt langzaam, onder zachtjes verwarmen een organisch oplosmiddel toegevoegd tot 25 een extrudeerbaar mengsel is verkregen.

3) Het extrudeerbare mengsel wordt tot een extru-daat geëxtrudeerd.

4) Het extrudaat wordt bij 65°C gedroogd.

5) Het gedroogde extrudaat wordt gegranuleerd en 30 de korrels worden gezeefd, zodat een deeltjesfractie overblijft met een deeltjesgrootte tussen 0,25 en 0,59 mm.

6) De kationen die zich op de kationuitwisselings-plaatsen van de in de deeltjes aanwezige zeoliet bevinden worden in ionenuitwisseling gebracht met calciumionen, door de 35 deeltjes in contact te brengen met een waterige oplossing van calciumchloride, de deeltjes uit te wassen met vers gedeïoniseerd 800 34 22 27 water en lucht en de deeltjes bij kamertemperatuur te drogen.

De volgende tabel geeft details ten aanzien van de materialen en hoeveelheden die werden gebruikt bij de bereiding van de genoemde vijf adsorbentia.

5 Tabel A

No. Na-zeoliet Organisch polymeer (g) Oplosmiddel Formamide type Y (g) (celluloseacetaat ten- (ml) (ml) _zij anders aangegeven)_ 1 207,65 75 450 (aceton) 80 10 2 124,6 45 280 (aceton) 0 3 124,6 (25g celluloseacetaat 280 (acetaat) 20 (25g cellulosenitraat 4 124,6 81 300 (acetaat) 20 5 124,6 26,47 200 (acetaat) 20 15

Voorbeeld II

Dit voorbeeld geeft de resultaten weer van proeven ter bepaling van de eigenschappen van elk van de volgens voorbeeld I bereidde adsorbentia, welke proeven werden uitgevoerd 20 in het hiervoor beschreven dynamische testapparaat en dienden ter bepaling van het gedragmn elk van de adsorbentia ten aanzien van de adsorptieve scheiding van verschillende componenten uit een waterige oplossing of mengsel van componenten. Ter ver-gdijking met de bovengenoemde vijf adsorbentia volgens de uit-25 vinding werd ook een gewoon met behulp van 20 % klei gebonden zeoliet adsorbens in de calciumvorm beproefd en eveneens dat zelfde conventionele adsorbens bekleed met een laagje celluloseacetaat.

De proefapparatuur en de daarmee uLtgevoerde 30 werkwijzen zijn hiervoor in algemene termen beschreven. In dit geval werd echter geen GC-analyse-inrichting gebruikt die in de stroom was opgenomen om het effluent te analyseren. In plaats daarvan werd het effluent verzameld in een automatische monster-verzamelaar en werd later elk monster voor analyse in een hoge-35 drukvloeistofchromatograaf gebracht. Elk monster werd verzameld gedurende 2 min, waardoor, in plaats van de vrijwel momentane componentconcentratie die men verkrijgt bij gasvloeistofchroma- 800 3 4 22 28 tografie die plaats vindt aan het doorstromende effluent, gaf elk monster nu een gemiddelde componentconcentratie over de gehele monsterneemtijd van 2 min.

De adsorbensproefkolom bestond uit een roestvast 5 stalen buis met een lengte van 127 cm en een inwendige diameter 3 van 8,4 mm. Dit gaf een proef-adsorbensbed van 70 cm . De voeding bestond uit 5 gew.% glucose, 5 gew.% fructose en 5 gew.% sucrose en 20 vol.% D^O (deuteriumoxyde) in gedeïoniseerd water. Het desorbens was gedeïoniseerd water met een nominale pH van 10 7,0.

Het desorbens werd continu doorgeleid met een snelheid van 1 ml/min. Zowel de voeding als het desorbens werden met een geregelde snelheid (capillairstromingsmeter) door de kolom gepompt. Op een geschikt moment werd de stroom desorbens 15 gestopt en werd een stroom voeding eveneens van 1 ml/min. gedu rende 10 min door de kolom gepompt zodat een totale hoeveelheid voeding werd ingebracht van 10 ml. Direct nadat deze voedings-stroom was ingevoerd, werd de stroom desorbens hervat en werd begonnen met het verzamelen van monsters. Gedurende totaal 90 20 min werden telkens gedurende 2 min monsters verzameld, dat wil zeggen totaal 45 monsters.

De effluentfracties werden vervolgens achtereenvolgens in een hogedrukvloeistofchromatograaf gebracht voor analyse. Uit de analyses van deze fracties werd een chromato-25 gram van de scheiding van de voedingscomponenten die in de ingebrachte voeding aanwezig waren, vervaardigd. Dit werd gedaan door de piekhoogte voor elke component uit te zetten tegen het volume effluent, weergegeven door de fractie waaraan de meting werd verricht. Door de verschillende piekhoogten voor 30 elke component te verbinden werden piekkrommen voor de ver schillende componenten verkregen. De totale grafiek leek op een chromatogram van componentpieken verkregen met een anakytische gaschromatograaf of vloeistofchromatograaf met slecht oplossend vermogen.

35 De sucrose, een disaccharide, kon kennelijk niet in de kleine selectieve poriën van het adsorbens dringen waarin 800 34 22 29 de monosacchariden glucose en fructose wel konden binnendringen. Daarom was het retentievolume voor de sucrose, dat werd gemeten vanaf het midden van de piekkromme voor sucrose tot het punt waar de voedingsstoot werd ingebracht, een maat voor het 5 vrije volume van het bed. Het midden van de sucrosepiekkromme diende ook als nulpunt voor het meten van het nettoretentie-volume voor de glucose, fructose en ϋ£θ. De verhouding van deze netto retentievolumina was een maat voor de selectiviteit (B) van het adsorbens voor de sterkst geadsorbeerde component 10 (groter netto retentievolume) ten opzichte van de component die minder sterk werd geadsorbeerd (kleiner netto retentievolume).

Het gebruik van D^O (deuteriumoxyde) bij deze proef maakte het mogelijk de selectiviteit tussen het desorbens, water en de sterke geadsorbeerde component of extract, in dit 15 geval fructose, te meten. Het ideale desorbens voor een scheiding door middel van adsorptie is een desorbens dat net iets minder sterk wordt geadsorbeerd door het adsorbens dan de ex-tractcomponent en dat sterker wordt geadsorbeerd dan de sterkst geadsorbeerde component die in het raffinaat wordt afgevoerd.

20 In het algemeen is een selectiviteit van 1,1 tot 1,4 voor de extractcomponent ten opzichte van de desorbens ideaal. De resultaten van deze proeven waarbij een voedingsstoot in een kolom werd gebracht zijn vermeld in tabel B. De referentie-cijfers voor de vijf adsorbentia zijn gelijk aan de referentie-25 cijfers die voor de overeenkomstige adsorbentia in voorbeeld I

werden gebruikt.

Uit de cijfers van tabel B blijkt duidelijk dat het adsorptiegedrag van de adsorbentia volgens de uitvinding voor componenten in een waterig systeem niet wezenlijk ver-30 schilt van dat van een conventioneel adsorbens met klei als bindmiddel O'f een conventioneel adsorbens dat is bekleed met cellulose-acetaat.

8003 4 22 30 α) co <r o

rH

. 3 co OH CM vO st CM CM CO <Nf~- 2 f>i ΛΛΛΛ Λ ΨΚ ti *k

<U co — n Φ —> O ov i'-.O

co o — — — 3 -

Jl K JJ p cd i-» cd o * u co cn Φ t] co o <J w' td co.

• I

O 3 * I

B -> « 3 W

H cd i—i cd co cu cd h cd ö Ü 4J <Ü U _

(Ü (Ü04J <f vO <t vD (N CO O

τΔ O «P-l ΛΛ Λ Λ Λ ΛΛ

Mcocd^sö co m νο ο σν cn o σν mt —* ο * cu co <υ —< —» <—I —< co sf co *> co -o — o <r o

^ v H r—» H

co CU

ö CO /~\ fvj

(U ο-U Cs! Ό CO <1- <f vOOO

p S'? H Cd ·> » ·> ·> *

!! Cl 1Λ 3 cd <f vo en O — CM O CO <Γ O

o ·» H P — — — — — —

Μ · Ό H CU

T! O CM CU Ü <5 g ^ U cd

| /s H

CO CU H S

Ö CD /-v g v-^

<U OP v-' vO

p h cd oo co cu oo vo en oo j_i in 3 cd o « ·> g ·> ·> *> « pq O *» H P P — CMMTvOOO — O'— en o CO · VO H O) rg ^™· 1—1>—i «—

r-l Ό O CM <U O <U O

cu«5^'-'Ocd cu >

P P <U

cd I 0 ·Η Μ

H CO <U P

fl co /~s <U Ö „ <U O P > CUOr·'· vO co OS^Hcd Hrd-oooov-ucoo i'' σν co Μ ΙΠ ΙΠ 3 d flj Λ Λ Λ Λ ¢) ΛΛ Λ Λ Λ ο >Η 4J JXJCOCMCMOOPSOCMO'— <Τ Ο co · η» Η Ο —·—·—· — — <ΰ Ο — Ο Ο <ί Ζ ^ ο cd Η

CU

CU 4J

ö α) ι ο g 0) + •ϊΗ 6-2 C0 4J-Ö«04J <f ιΟ VO <f CM Ml· co en —' Ö O l3 H ld ·»·»««» r> r> rv r. « 0) <U (U 3 cd vO CO <f en CO CM O Γ**· LH —· > H 60 H P — — — —

Ö H (U

o cu o cu υ o P — O Cd

H

CU

(U <—s,

Ö H

O H <U __ 2 h cu Ό vo cm mi· co en o J pj ΛΛ 3 ,ϋί ·Η <t CM CM O CO CM O CM in —< <u g ----- — — >6-2-0 Ö O Ö O CM H O v^q

<U

0) CU O] CO CU

co <u 4> C0CUIU C0OW

OC0C0 OC0C0 OCJO

p o o p o o p 3 p o

OOP OOP Ü H O CM

0300 3300 3030

Mr-lOlN P -I 3 CM P i-l

Pu O co P Pu O CO P Pu Pu 800 34 22

3J

Voorbeeld III

Dit voorbeeld geeft de resultaten van proeven ten aanzien van het verlies aan siliciumdioxyde uit adsorbentia volgens de uitvinding en.uit conventionele adsorbentia met 5 klei als bindmiddel als ze in contactkomen met een waterige stroom. De beproevingsapparatuur omvatte middelen voor het verpompen, afmeten en op een specifieke temperatuur houden van een waterige stroom, een eerste en tweede kolom, elk met een inhoud van 20 ml waarin het te beproeven adsorbens werd gebracht 10 en een eerste en tweede filter. De waterige stroom werd via de pomp, de afmeetinrichting en de temperatuurregelinrichting door de eerste kolom gevoerd en daarna door het eerste filter, vervolgens door de tweede kolom en tenslotte door het tweede filter. Monsterkraantjes maakten het mogelijk om op een punt di-15 reet na elk filter monsters te trekken; de monsters genomen uit het eerste kraantje werden aangeduid als "Effluent uit Kol. No. 1" en de monsters uit het tweede kraantje werden aangeduid als "Effluent uit Kol. No. 2". Het doel van de toepassing van twee gepakte kolommen was om een mogelijkheid te heb-20 ben om na te gaan of er een evenwichtsconcentratie aan silicium dioxyde in de waterige stroom werd bereikt bij het doorstromen van de eerste kolom of dat een dergelijk evenwicht niet werd bereikt en dat de concentratie aan silicium ook bij het doorstromen van de tweede kolom bleef stijgen.

25 Er werden twee proeven uitgevoerd met de boven beschreven apparatuur. Bij de eerste proef werden de kolommen gevuld met het conventionele adsorbens met klei als bindmiddel dat werd genoemd in voorbeeld II terwijl in de tweede proef de kolommen werden gevuld met een adsorbens volgens de uitvinding 30 dat bestond uit een faujasiet met een celluloseacetaat-bind- middel. Elke proef werd gedurende vele uren voortgezet gedurende welke tijd periodiek monsters van de waterige stromen werden genomen uit de beide monsterkraantjes en werden geanalyseerd op de siliciumconcentratie. De cumulatieve hoeveelheid 35 effluent uit het beproevingsapparaat werd telkens als een mon ster werd genomen bepaald en genoteerd als "totaal raff." De 8003422 32 filters werden verwisseld telkens als ze verstopt raakten met deeltjesvormig materiaal. De volgende tabellen C en D geven de resultaten weer verkregen bij de eerste proef respectievelijk de tweede proef.

5 Tabel C

h in Effluent Effluent Totaal LHSV be- Opmerkingen bedrijf uit uit raff, rekend op _ Kol. 1 Kol, 2 _ 20 ml Kol. _ (dpm Si) (dpm Si) (1) 10 18 - 12,7 7,1 20 Adsorbenstempera- tuur 68°C tijdens gehele proef.

42 - 12,7 16,6 20 66 8,2 11,3 26,1 20 15 90 7,5 11,3 35,6 20 114 6,6 10,8 45,1 20 138 - 11,3 54,6 20 162 6,1 10,3 64,1 20 Verwisseling fil ters 1 & 2.

186 14,6 18,6 66,7 2,5 LHSV verlaagd 20 210 15,0 18,3 67,9 2,5 t0t 2,5‘ 234 13,2 16,9 69,1 2,5 258 12,7 16,0 70,3 2,5 282 11,8 15,5 71,6 2,5 306 12,0 14,8 72,6 2,5 25 330 12,0 14,8 73,7 2,5 354 - 16,0 74,8 2,5 378 - 16,0 75,9 2,5 402 12,7 15,7 77,0 2,5 426 12,5 15,0 78,3 2,5 Verwisseling fil- 30 ter 1.

LHSV verlaagd tot 1,25.

450 13,6 15,5 79,0 1,25 474 13,6 16,5 79,7 1,25 35 498 13,6 16,4 80,3 1,25 570 13,4 16,5 82,1 1,25 594 13,6 16,5 82,7 1,25

Gew.verlies adsor-bens uit Kol.l was 40 2,4g en uit Kol.2 was het 1,0 g.

80034 22 33

Tabel D

h in Effluent Effluent Totaal LHSV be- Opmerkingen bedrijf uit uit raff. rekend op

Kol. 1 Kol. 2 20 ml 5 _ _ _ _ Kol.__ (dpm Si) (dpm Si) (1) 18 3,8 7,1 7,1 20 Adsorbenstempe- ratuur 68 C tijdens hele proef.

10 42 3,3 6,1 16,6 20 66 4,2 6,1 26,1 20 90 5,2 5,4 35,6 20 £iUer 2.

114 3,3 3,8 45,1 20 138 3,5 4,7 54,6 20 15 162 5,6 4,9 64,1 20 186 7,5 9,8 66,7 2,5 210 12,7 10,1 67,9 2,5 234 11,8 10,3 69,1 2,5 258 8,5 8,9 70,3 2,5 20 282 5,9 8,9 71,6 2,5 306 6,1 9,4 72,6 2,5 330 6,6 9,4 73,7 2,5 354 5,6 9,4 74,8 2,5 378 5,6 10,3 75,9 2,5 25 402 - 9,9 77,0 2,5 426 5,6 8,5 78,3 2,5 450 7,3 9,9 79,0 1,25 474 7,5 9,9 79,7 1,25 498 7,5 9,4 80,3 1,25 30 570 7,1 9,2 82,5 1,25 594 7,1 8,9 83,1 1,25 gew.verlies adsorb ens uit Kol. 1 was 0,61 g 35 en uit Kol. 2 was 0,36 g.

80034 22 34

Uit een vergelijking van de cijfers in de tabellen C en D blijkt dat er minder silicium werd verwijderd uit het adsorbens volgens de uitvinding door een waterige stroom dan uit een conventioneel adsorbens. Van de twee adsorbentia gaf 5 het adsorbens volgens de uitvinding een veel geringere concen tratie aan silicium in de waterige stroom en lostte ook veel minder op blijkend uit het gewichtsverlies. Voorts blijkt uit de frequentie waarmee de filters bij de eerste en tweede proef moesten worden verwisseld, duidelijk dat door het adsorbens 10 volgens de uitvinding veel minder deeltjesvormig materiaal ver loren ging in de waterige stroom.

Voorbeeld IV

Dit voorbeeld geeft vergelijkende cijfers tussen de adsorbentia die werden bereid volgens voorbeeld I, een con-15 ventioneel adsorbens met klei als bindmiddel en hetzelfde conventionele adsorbens dat was bekleed met cellulose-acetaat, bij beproeving in een soortgelijke inrichting als werd beschreven in voorbeeld II, ter bepaling van de hoeveelheid silicium die door elk adsorbens aan waterige stroom werd afgegeven. Er 20 werd slechts een met adsorbens gevulde kolom toegepast. De waterige stroom werd door de adsorptiekolom van de inrichting geleid met een temperatuur van 60°C en met een vloeistofruimte-snelheid (LHSV) van 1,0. De siliciumconcentratie van de waterige stroom na het doorlopen van de kolom werd voor elk beproefd 25 adsorbens tweemaal gemeten, eenmaal 10 h na het begin van de proef en eenmaal 74 h na het begin van de proef.

Tabel E

Conventioneel Conventio-(dpm Si) neel, be- 30 kleed met 10 gew.% cellulose- acetaat) No.5 No.l No.2 No.3 No.4 _ (dpm Si)__(dpm Si)__ 35 Na 10 h 30 30 12 14 16 13 15 na 74 h 15-20 18 — 8 10 9 9 800 3 4 22 35

Uit de cijfers in tabel E blijkt duidelijk dat niet alleen het adsorbens volgens de uitvinding veel minder siliciumdioxyde afgaf aan de waterige stroom dan het conventionele adsorbens met klei als bindmiddel maar dat ook eenvoudig be-5 kleden van het conventionele adsorbens met het organische poly meer in plaats van toepassing van het organische polymeer als bindmiddel in plaats van klei zoals volgens de uitvinding geschiedt, geen vermindering van siliciumverlies geeft.

80034 22

Claims (24)

1. Werkwijze voor het afscheiden van een component uit een voedingsmengsel omvattende een waterige oplossing van een mengsel van componenten, waarbij die oplossing in contact 5 wordt gebracht met een adsorbens dat een kristallijn aluminium silicaat bevat dat een selectief adsorptievermogen heeft voor die component, zodat die component selectief wordt geadsorbeerd uit het mengsel en waarbij daarna de geadsorbeerde component wordt gewonnen, met het kenmerk, dat men een adsorbens gebruikt 10 bestaande uit kristallijn aluminiumsilicaat met selectieve ad sorberende eigenschappen verbonden door een voor water permeabel organisch polymeer als bindmiddel, waardoor de mate waarin silicium uit het adsorbens oplost in de waterige ojtossing en de mate waarin het adsorbens uit elkaar valt aanzienlijk wordt 15 verminderd.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het voor water permeabele organische polymeer dat als bindmiddel van het adsorbens dient bestaat uit een cellulose-ester en/of cellulosenitraat.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het kristallijne aluminiumsilicaat bestaat uit een zeoliet van het type X of van het type Y.

4. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het aluminiumsilicaat op de kationenuit- 25 wisselingsplaatsen alkalimetaal- en/of aardalkalimetaalionen bevat.

5. Werkwijze volgens een der voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat het voedingsmengsel bestaat uit een waterige oplossing van sacchariden,

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de waterige oplossing een mengsel van glucose en fructose bevat.

7. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de geadsorbeerde component wordt gewonnen 35 door toepassing van een water omvattend desorbens.

8. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, 800 34 22 met het kenmerk, dat de waterige oplossing een pH heeft van 5,0 tot 8,0.

9. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het als bindmiddel dienende organische 5 polymeer 3,0 tot 50,0 gew.% van het adsorbens uitmaakt.

10. Adsorbens, omvattende een kristallijn aluminiumsilicaat, geschikt voor gebruik bij een werkwijze voor het afscheiden van een component uit een voedingsmengsel bestaande uit een waterige oplossing van een mengsel van componenten door 10 contact van die oplossing met dat adsorbens, met het kenmerk, dat dit adsorbens behalve het kristallijne aluminiumsilicaat een voor water permeabel organisch polymeer als bindmiddel bevat, zodat het adsorbens aanzienlijk minder silicium afgeeft aan de waterige oplossing en het adsorbens aanzienlijk minder uit 15 elkaar valt. IJ. Adsorbens volgens conclusie J0, met het kenmerk, dat het in water oplosbare organische polymeer dat als bindmiddel dient bestaat uit een cellulose-ester en/of cellu-lose-nitraat.

12. Adsorbens volgens conclusie 10 of Π met het kenmerk, dat het kristallijne aluminiumsilicaat bestaat uit een zeoliet van het type X of Y.

13. Adsorbens volgens conclusie 10-12, met het kenmerk, dat het kristallijne aluminiumsilicaat op de kationen 25 uitwisselingsplaatsen alkalimetaal- en/of aardalkalimetaalionen bevat.

14. Werkwijze voor de vervaardiging van een adsorbens omvattende een kristallijn aluminiumsilicaat met selectief adsorberende eigenschappen en een bindmiddel, met het kenmerk, 30 dat men een adsorbens bereidt bestaandejuLt kristallijn aluminium silicaat en een voor water permeabel organisch polymeer als bindmiddel door (a) een poeder van het kristallijne aluminiumsilicaat, een poeder van het bindmiddel en een vloeibaar organisch oplosmiddel tezamen te mengen tot een vervormbaar mengsel, 35 (b) uit het vervormbare mengsel afzonderlijke vormstukjes te vormen, (c) het oplosmiddel uit de vormstukjes te verwijderen zo- 80034 22 dat harde en droge vormstukjes worden verkregen en (d) de harde droge vormstukjes tot deeltjes van de gewenste afmetingen te breken.

15. Werkwijze volgens conclusie 14, met het 5 kenmerk, dat in trap (a) poeders van het kristallijne alu miniumsilicaat en van het bindmiddel eerst tezamen worden gemengd tot een poedermengsel en dat het vloeibare organische oplosmiddel daarna aan dat poedermengsel wordt toegevoegd tot een vervormbaar mengsel is verkregen.

36. Werkwijze volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat in trap (a) het poeder van het bindmiddel eerst wordt opgelost in het organische oplosmiddel zodat een oplossing wordt gevormd en dat het poeder van het kristallijne aluminiumsilicaat daarna aan die oplossing wordt toegevoegd 15 tot een vervormbaar mengsel is verkregen.

17. Werkwijze volgens conclusie 14-16, met het kenmerk, dat in trap (c) het oplosmiddel uit de vormstukjes wordt verwijderd door de vormstukjes eerst te wassen met water en daarna de vormstukjes bij een temperatuur van niet meer dan 20 100°C te drogen.

18. Werkwijze volgens conclusie 14-16, met het kenmerk, dat in trap (c) het oplosmiddel uit de vormstukjes wordt verwijderd door de vormstukjes bij een temperatuur van niet meer dan 100°C te drogen.

19. Werkwijze volgens conclusie 14-18, met het kenmerk, dat in trap (d) de deeltjesworden gebroken tot een zodanige deeltjesgrootte dat de deeltjes gaan door een zeef met een maaswijdte van 1,2 mm en blijven liggen op een zeef met een maaswijdte van 0,18 mm.

20. Werkwijze volgens een der conclusies 14-19, met het kenmerk, dat het voor water permeabele organische polymeer bestaat uit een cellulose-ester of cellulosenitraat.

21. Werkwijze volgens een der conclusies 14-20, met het kenmerk, dat het kristallijne aluminiumsilicaat bestaat 35 uit een zeoliet type X of.Y.

22. Werkwijze volgens een der conclusies 14-21, 800 34 22 v *& met het kenmerk, dat kationen op de kationenuitwisselingsplaatsen van het kristallijne aluminiumsilicaat in de adsorbensdeeltjes worden uitgewisseld tegen alkalimetaal- en/of aardalkalimetaal-ionen.

23. Werkwijze volgens een der conclusies 14-22, met het kenmerk, dat men adsorbensdeeltjes bereidt die 3,0 tot 50,0 gew.% van het organische polymeer bevatten.

24. Werkwijze volgens een der conclusies 14-23, met het kenmerk, dat het vloeibare organische oplosmiddel bestaat 10 uit p-dioxan, methylethylketon, ethylaceton, aceton, chloroform, benzylalkohol, cyclohexanon en/of formamide.

25. Werkwijze volgens een der conclusies 14-24, met het kenmerk, dat in trap (b) het vervormbare mengsel tot vormstukjes wordt gevormd door extruderen. 15 800 34 22