TW467764B - Fluid distributing-collecting system and its process - Google Patents

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Jean-Paul Dessapt
Pascal Duchene
Bertrand Szymkowiak
Gilles Ferschneider
Olivier Callebert
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Description

467764 五、發明說明（1) 本發明係關於一種流體分配器-收集器或流體分配-收集 系統，其例如係用於將流體與固體彼此接觸之裝置。 本發明特別可用於呈氣態、液態或超臨界態流體之層析 .領域。 本發明係關於一種分配-收集系統其可用於對二甲苯之 模擬活動床分離過程，對二甲苯係含於二曱苯類與乙苯之 混合物可用於合成對酞酸目的，對酞酸為紡織品於製造上 之一種石化中間產物。 本發明也可用於下列分離過程，例如二曱苯與乙苯異構 物混合物，選自飽和脂肪酸及其酯之化合物混合物，石蠟〆 及烯烴類混合物，異鏈烷烴與正鏈烷烴之混合物，及其它 化合物。 根據本發明之裝置可於液相、氣相或超臨界相工作且例 如可用於全部化學、石化或石油分離領域。 於分離過程領域，習常仰仗模擬活動床系統來分離例如 包含兩種不同化學化合物或兩種相同化合物異構物之成 員。使用的吸附材料例如為固體。 說明使用模擬逆流之吸附裝置實施的技術背景例如述於 專利案US-2, 98 5, 5 89。 此等方法中主流體係由幫浦將主流體順著管柱令軸導引y 通過固體床。為了獲得此種方法之最佳性能，要緊地主流 體係根據活塞型流（柱塞流）方式流經吸附劑，柱塞型流具 有組成及流鋒於吸附劑床兩面各點儘可能為最均勻。 為達此項目的，先前技術敘述多種嘗試獲得且維持此種
467764 五、發明說明（2) 流之裝置。 專利案US- 3, 5 23, 762描述之裝置係設置於二吸附劑床 間’因而當流體流動當中可再度混合流體。 用於使用模擬逆流用途，專利案US-3,214,247描述之裝 置顯示一種結構包含一上格柵，一下格柵用於保留粒子及 兩片未穿孔水平擋板係位於兩格栅間。流體經由—根橫貫 裝置整個剖面的導管而被加入轉折板間之中間空間或由其 中提取出。此種裝置可當流體於管柱内流動時再度混合流 體’同時也可確保添加至主流體之流體良好混合。 也值得一提二專利案(JS-5,792,346及US-5,755,960敘述 流體分配板條或稱DME，其功能特別係混合、提取或添加 流體。DME聯結至流體分配-收集回路，尋求流體粒子由管 柱外侧至板條及相反地，由板條至外侧收集網路之通過時 間均勻" 、 實際上，流體粒子之流組成以及通過時間分散也可以下 述方式獲得，其中流體係被分配或提取至關£：或由聞£分配 或提取® 若干力配或收集回路設計用於減少流體分散時間。此等 回路的^:何通常係適合板的幾何以及適合板之D 配置。 例如於專利案US-5,79 2,346，分配或提取二次流體回路 顯示流體分配對稱以及流體移轉管線等長。此等回路許可 分離器型分配流體或來或去分離管柱中心之徑向方向分 配。 · 於專利案US-5, 7 55, 9 6 0，分配〜收集回路係由數根徑向
第8頁 Δ 6776 Δ_: _ 五、發明說明（3) 導管组成，導管包含若干分支用以分配或收集二次流體來 去於構成分配板的各根板條。分支係分配於其聯結的徑向 方向進給導管長度之全部或部分。另一種變化例包含流體 由一環或半環設置於管柱周邊分配。流體移轉導管至DME 係分配於環或半環全長。 專利案EP- 074, 815敘述一種於流體與固體彼此接觸之裝 置内部分配流體之系統，包含若干流體分配環。環係架$ 於裝置之令央管且排列於流體分配器板之毗鄰各階間°若 干分配管係介於流體分配器板與分配環間延伸’因此V & 入及/或收集流體。 所有此等系統皆滿足於接觸裝置内部獲得活塞控流或* _ 「柱塞流」的需求俾便減少流體通過時間，因此4大致同 時到達同一片板的不同板條。 本發明之目的係關於一種流體分配-收集系統其特別 獲得且維持柱塞流，流組成的均質，以及縮短被注入或提 取於構成一分配板之各板條之流體分配時間。 後文說明之其餘部分，第一階腔室定義為其功能係將二 體劃分為至少二流或收集二流體流之腔室，及第二階腔主 定義為可確保由第一階腔室所得流體至少劃分為二’或收I 集至少二流體流而送至第一階腔室的腔室。 DME —詞表示其功能特別係用以收集、混合、提取或再 度混合一或多種流體的板條。 本發明係關於一種流體分配-收集系統用於將流體與固.. 體彼此接觸之裝置，其中該裝置包含一腔室’至少^根導
第9頁 4 6 7764 五、發明說明（4) 主流體及至少一根導管用以插離主流體 八砌努^ ^•…从棚雕王孤m 3右干 刀配器板（Pn)，其中各該板自令葚 七祖而士姊斗.e 奴匕3右干板條用以混合、分配 或k取流體或稱作D Μ E。 其特徵在於包含： .至少一根導管可聯結裝置與外側， 至少一腔室（N i)係與導管聯結， •一或多根聯結導管C ( n ) i、r r w 、.斗 〜〜 π , . WN2Q; J L(N21) J其聯結腔室與平板 (P η )之 D Μ E 之至少-i ll 如此¥ s之聯結點r j係位於區段 (+= 21)，其中該區段的定位可由板（PrO之徑向轴之一的 夾角α決定’其中各該聯結導管具有長度η，各長川、 ，角α及區|又長度Zr之值經選定使介於一板條⑼ΜΕ )與導 官（1、2)間之流體通過時間對全部流體而言大致完全相 同。 腔室例如可確保流體平分至少為二流。 ， 根據一具體例’分配-收集系統包含例如： _ •至少一第一階腔室（Ν,)其可確保流體流的雙向劃分或 收集’其令腔室（Ν!)係與導管聯結， •至少一個所謂第二階腔室（Ν2。、N21 )，其中該等腔室確 保來自或送至腔室（& )之流體流的雙向劃分或收集， •一或多根聯結導管C ( N2() ) j、C ( N_21 ) j其延伸於至少一第^ 二階腔室（I、N21)及板（Pn)之DME中之至少一者間，其中 導管聯結點r j係位於一區段（Z2Q、Z21)，其中各區段之定位 係由板（Ρ η )之徑向轴之一的夾角α決定，其中各該聯結導 管具有長度li，及其中各長度li、夾角α及區段長度Zr之
第10頁 4 67764 五、發明說明（5) 值經選定可使介於一板條（DME)輿導管間之流體通過時間 對全部流體而言大致完全相同、 夾角α例如為30至90度較佳為5〇至6〇度，及區段長度計 對應夾角象限α+/- e為3至30度及較佳7至15度。 本發明亦係關於一種使流體與固體接觸之裝置，包含一 腔室其包含一外側壁，至少一導管用以引進主流體，及至 少一導管用於提取主流體，數根導管用以導入或提取二次 流體，若干彼此隔開的不同階板)，其中各板（pn)包含 一或多二次流體及主流體的分配_混合—提取板條（β ME )， 至少—者流體分配-收集系統，其特徵在於： .該分配-收集系統係設置於腔室周邊， •該分配-收集系統係聯結至少一分配板（Pn )， έ亥糸統包含： *至少一導管其可聯結裝置與外側， •—或多個第—階腔室（化）其確保雙向劃分或收集流體 流1 .—或多個第二階腔室（N2G、N21)，其中該第二階腔室確 保來自或送至第—階腔室（t)之流體流的雙向劃分或收 集，
•—或多根聯結導管（C(N2D) j、C(N2i) j)延伸介於第二階 腔至（Nm ' Nai)與板（p n )之呈少一板條（d ME )間，其中聯結 導官之聯結點係位於一區段（Z2()、Z21)，其中此區段之定位 係由板（Ρ η)之一徑向軸夾角決定，其中各流體聯結導管具 有長度li，及各長度li.、夾角α及區段長度ΖΓ之值經選定
第〗1頁 467764 1 丨丨 _丨_ __ 一 _丨·" ! _ 五、發明說明（6) - 而使流體介於板（Pn)之板條（D ME)與導入或提取&體之導 管間之通過時間對全部流體而言大致相等^ 夾角α可為30至90度及較佳為50至60度，及對與夹角象 限之長度Zr為3至30度及較佳7至15度。 k 根據變化具體例，該裝置包含至少一板，其包含至少— 個DME具有下列特徵： - •至少一裝置用以收集主流體， •至少二根注入及/或抽出軌，其許可二次流體通過， 且各自設置有開口，其中各軌係彼此重疊設置， .至少二混合腔室其設置有開口’其中該等腔室係設置厂’') 於至少一執且相對於開口兩侧， 分配得自混合腔室之流體之裝置， •隔開收集與分配裝置之裝置。 各板（Pn )根據平行截面可劃分為若干板條或d ME。 一板也可劃分為四象限。 - 上軌例如具有收集流體功能，及下軌具有注入流體功 能。 上軌也具有注入流體功能，及下軌具有收集流體功能。 根據另一變化具體例，上軌及下執具有流體注入-收集 功能。 注入執開口係設置成通過開口的流體噴射撞及D Μ E的機 械元件之一之固體壁的至少一部分。 開口係交錯或隨機設置。 — 注入及/或抽出執的開口例如以下列參數界定： -
第12頁 4 67 764 五、發明說明（7) •直徑2至1 5毫米且較佳於4至7毫米之範圍， •穿孔跨距25至400毫米且較佳5〇至200毫米， .流體流速為3-20米/秒及較佳5-15米/秒；跨距值係考 慮可獲得二次流體與主流體做良好混合之速率值。 混合腔室開口例如具有下列特徵： *直徑10至25毫米及較佳5至50毫米， •穿孔跨距選自5 0 - 2 0 0毫米間距且較佳於2 5 _ 4 〇 〇毫米間 距， •混 本發 種4匕合 其特 觸，吸 體經由 統具有 專利範 可藉 類。 根據 或超臨 本發 根據 .由 合物於 合物流速為1. 0至2. 〇米/秒及較佳0, 5 — 3. 5來/秒， 明亦係關於一種藉吸附由混合物或元件分離至少 物之方法。 附劑接 及—次流 ’該等系 有如申請 流體分 態、液態 徵在於希望分離數種化合物之主流體與吸 附劑係選擇具有分離該等化合物之功能， 或夕個刀配-枚集系統注入及/或提取出 如申請專利範圍第1或4項之特徵之一或具 圍第5至15項之特徵之裝置。 功此（注入或抽出）或藉性質或藉流速值將 f :明之系統、裝置及方法係關於藉呈氣 界…之流體層析術分離進料。 j = ίτ、關於於模擬活動床分離對二甲笨。 產生的混 為均質組 、二2 5裂置特別具有下列優點： = 人机體與主流體之分配對稱性良好， 王反改良’可對分離裝置之循環流提供更
第13頁 4 6 7 764 _案號 8811526g 90·3. 2ί#_,£； 年月/7曰 修正 五、發明說明（8) 成及概略柱塞流， •為了獲得於分配板條内部之流體之最佳混合，於主流 體流動中，混合、提取及再度混合主流體， •縮短注入流至構成一分配板之各板條或由各板條提取 流體之時間分散。 其它根據本發明之裝置之特徵及優點經由研讀下列實例 說明將顯然易明，此等實例係作為參照附圖之舉例說明而 非限制性實例，附圖中： •圖1表示根據本發明之流體分配-收集系統結合一分配 板之透視圖， .圖2 A及2 B顯示一板及關聯的分配-收集系統之剖面 圖， .圖3顯示設置有圖1之分配-收集系統之一分離管柱之 部分切除視圖， .圖4顯示一分配板條之特例之剖面圖， •圖5 A及5 B顯示進給一板條之多根導管之配置例之頂視 圖及剖面圖， •圖6 A、6 B及6 C顯示流體分配-收集系統之各種變化具 體例。 元件符號說明
Ai-An 附劑床 d j 直徑 F " 2 ' F" 1 流 1 j 長度
Ni ' Nzd ' N21 腔室 C(N20) j > C(N21) j F ’ 2、F ’ 1 流 J 接合處 L i、L j 旁通管線 Pi 板 導管
O:\60\6026S.ptc 第14頁 2001.03. 20.014 案號 88115268
4 6 7 764 修正 五、發明說明（拥） Ρ η 板 Vei 、Vf i X Vr i ' V si VO i 、VO j 控制閥 ^20 ' ^21 區 段 Zr 長 度 1 ' 5 1 導 管 4 止 回 閥 5 流 量 計 6、7 軌 6 i ' 7i 孔 口 11 ' 12 路 徑 3 0 腔 室 3 1 導 管 3 2 幫 浦 33 導 管 35 中 樑 36 進 料 注 入 管 線 3 7 吸 附 劑 注 入 管線 38 提 取 物 抽 出 管線 3 9 殘 液 抽 出 管 線 40 上 格 柵 4 1 下 格 柵 42a 、42b 轉 折 板 43 上 執 43 i 、44i 開 口 44 下 軌 45 壁 45a 、45b 穿 孔 板 4 5 a i 、4 5 b i 開 口 46 空 間 47a 、47b 壁 4 8a > 48b 混 合 腔 室 49 再 度 分 配 空 間 5 0 導 管 5 1 導 管 51ι 、512 導 管 閥 圖1及2 A、2 B顯示一種流體分配-收集系統實例其結合一 片流體分配板，包含若干板條或D Μ E而其功能係混合、分 配或提取流體。 此種網路之幾何及液壓特性經選擇可獲得二次流體分 配，此種分配儘可能對板條集合或板之注入-收集軌為最
O:\60\60268.ptc 第14a頁 2001.03. 20.015 467764 五、發明說明（9) 對稱性。 圖1顯示兩種分配-收集系統其可重疊且結合板Ρ η。結合 板Ρη之分配-收集系統數目特別為其聯結的DME之幾何維度 之函數。 板稱作Ρη，其中η為當板例如設置於約略筒形分離管柱 如圖3所示時，ΙΊ為板的指數。板具有圓板形（舉例）且根據 平行切除（經線型切除）被切成若干DME，其中不同板條的 寬度相等。 分配-收集系統包含例如： •所謂環形第一階腔室Ν!。腔室Ν!使用導管1、2 (舉例） 與管柱外侧連通。導管許可導入及/或提取流體。可具有 特定功能，例如不同流體根據不同變化分組，其中部分變 化說明如後。 具有矩形截面之環形腔室N1例如於吸收床内周邊延伸， 且確保雙向劃分或收集循環流體流， 所謂環形第二階腔室N2於吸收床周邊具有矩形剖面。 特別根據其功能（注入、提取或注入/抽出），可確保劃分 或收集或雙向劃分及/或收集流體流。其位置由於幾何空 間要求例如可根據分配-收集功能設置，可設置於腔室叱 — 上方（標示為N21)或下方（標示為^)。 、 第二階腔室Ν2υ、Ν2ΐ與第一階腔室N,接合處J例如係以半 周長產生。 環性第二階腔室於其末端包含一或多導管C(N2D) j或 C ( N21) j聯結板之板條；指數j對應於聯結與導管的板條指
第15頁 467764 五、發明說明（ίο) 數。導管C (1) j或C (I) j係聯結至相關環形腔室（n2()或& ) 之區段（Z21、Ζ2Ι)。 所謂環形第一階腔室或稱作比長度例如等於對應板之半 圓周β 所謂環形第二階腔室或稱作Ν2長度為20至160度較佳100 至1 2 0度之角扇形。 可由板半徑算起的夾角α識別 £0 …'例如通過接 合點J且相對於區段中點的半徑。長度Zr例如係由爽肖α 及《界限界定的角扇形決定。 夾角例如係於（1 0度、8 0度）之箣囹 度）之範圍。 之祀圍且較佳於（40度、70 ，扇形值可選擇於（3度、3G度）之間隔 β度）之間隔，其對應於區段22。及&之長度zr。 努力儘可能確保導管為星形排列值庙 取上達到儘可能最小分散時間。流體的分配或提 區段之最小可能角肩形之相同點6之聯結點大體群集於 聯結導管之設置以及角扇形之選摆 間及分散時間。如此延遲時間縮；可縮短純延遲時 ζ長度U及與弟二階腔室聯結叫例如係位於對應區段ζ2。、 不同參數α 、ε 板之全部板條或於 導管直徑d j係基 及1 i纟！選擇使流體約 流體提取期間約略同 於循環流體流速決定 略同時到達構成一 時到達導管1及2。 ，俾便確保各導管
第16頁 467764_ 五、發明說明（11) 之流體循環速率約略相等。 聯結管可聯結一或多DME板條。此種情況下藉分支伸展 至分配或收集該板條之軌。 圖2A及2B顯示一板包含若干DME，其中該板係根據平行 切除（經線類型）劃分為四扇區。此例之板條數目較佳為偶 數。 圖2A顯示分配-收集系統之一例，其可確保流體注入下 軌4 4 (圖4)，而圖2B顯示可確保由上軌43 (圖4)抽出之分 配-收集系統。該例中D Μ E具有圖4所示特徵之一且此時流 體係藉功能分組。本例細節述於「流體藉功能分組例」段（ 落，容後詳述。 根據此特定具體例，聯結導管C ( N21) j、C ( N2e) j可聯結環 形腔室N21、N2Q與一板條或DME。 上述實例說明分配-收集系統腔室為環形。但只要不超 越本發明之範圍，可將腔室叱、N2()及N21設計為具有適合系 統所配置之分離管柱形狀的其它形狀。 為求更明確暸解根據本發明之分配-收集系統及其提供 的優點，圖3顯示配備有分配-收集系統之分離管柱圖作為 示例說明而非限制性實例。 管柱例如為於模擬活動床藉層析分離用管柱。稱作「二^ 次流體」的流體可為進料、提取物或殘液，其係藉分離獲 得5或者為解吸附物其係用於由吸附床提取出於分離過程 中已經被吸附的成分。 管柱包含腔室3 0，例如大致為筒形，且包括全部可進行
第17頁 9g. 3. 修正 修正 4 δ 7 76 4 " -_ 案號狀115268 五、發明說明（ί之） 藉吸附分離的元件。也可使用若干管柱彼此聯結。 管柱内填充以吸附材料，該吸附材料相對於接受處理的 進料對被選定的材料具有選擇性。级附材料分配於管柱内 側之若干吸附劑之吸附劑床Ai至An。連續二床例如係藉流 體分配器板Ρπ隔開。各分配器板包含若干板條或DME，且 如圖1及2所示聯結至流體分配系統β 主流體由管柱底端經由管線31抽取出且將透過幫浦32及 管線3 3循環至管柱頂端’於該處將經由管線3 4導入上吸附 劑床Αί。 本具體例中，管柱也包含一旁通管線Li、Lj介於板間， 其工作原理說明於專利申請案以9 7/ 1 6,2 73，其教示併述 於此以供參考。此種方法特別可坦古鼓山 純度。 竹钕阿耩此種方法所得產物 為了由二甲苯進料分離對二曱鼓 床的管柱’其中24床被劃分為至少四區段使有12 管柱外側（解吸附劑或進料等）注入流 另: 為區段n，7床作為區段⑴及最，9床作 板Pn之板條例如經由一次流體移轉管又 (進料注入管線36，解吸附劑注入管線3 7，聯θ結官柱外侧 線3 8及殘液抽出管線3 9，及選擇性第五，提取物抽出管 線）^回洗管線為求簡明起見未顯示於附洗流體注入管 各該管線配備有〆系列閥以符號標示為 及Vri，此處指數i係對應於板Pi，而f矣__ a Vei、Vsi 而f表不進料，e表示提
2001.03.20.019 467764 _案號 88115268 曰 修正 五、發明說明（|3) 取物，s表示解吸附劑及r表示殘液。此種閥集合聯結至循 序掃除裝置，該裝置適合於主流體循環方向亦即由頂至 底，定期於各注入點注入二次流體或由床抽取出二次流體 俾便獲得模擬活動床的運作。 可進行旁通且獲得流體組成於一板之各點大致完全相同 之回路包含一旁通管線Li、Lj其聯結二導入或抽出導管及 二板。根據先前技術旁通管線包含至少一種下述裝置的本 身或其組合，亦即止回閥4，流量計5，控制閥VO i、VO j其 可或非從動於流量計。幫浦可選擇性設置於旁通管線，但 無法確保充分壓降。 配備有旁通之閥或旁通管線標示為VO i、VO j，此處指數 0係對應於旁通功能及指數i、j係對應於進行旁通之二 板。 概略而言模擬活動床包含至少四個層析區段，較佳為4 或5個，其中各區段係由至少一管柱或管柱區組成。此等 管柱或管柱區集合構成封閉回路，如此二區段間的循環幫 浦可調節流速。 不同管線可聯結前述分配-收集系統。 未超出本發明之範圍，可使用任何常用於藉吸附分離管 柱的任一種分配或提取二次流體之網路。 腔室可包含一中樑35，中樑大致順著腔室垂直軸對正， 特別對大直徑管柱尤為如此。 若干應用例例如用於氣相流體，腔室可約略水平設置。 分配板Ρ η可根據平行切除而被切成若干板條或D Μ E (屬 於經線類型）。各該板條包含下述特徵。
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圖2A及2B圖解顯示之板pn被劃分 467764 (經線型）平行切除部劃分且包含若 限為偶數板條。 為四曷區 干DME板條 例如根據 較佳每象 1確保各板條之表面 板條之平行切除部具有約略等寬 密度具有大致惶定的茂放率。 圖4顯示構成板之板條或DME之具體例細節。 一基礎板條或DME例如由分配〜收集回路劃分為二約略相 等表面，該回路係由二矩形截面之方框或軌重疊形成。
考慮於分離管柱内部主流體之循環方向，板包含上格柵 40及下格柵4 1。上格柵40可收集主流體，而下格柵41可再 度分配得自混合腔室之流體於整個板條。 介於二袼栅間例如屬於開槽型可設置多種元件： •二轉折板4 2 a、4 2 b或擋板其功能特別係隔開收集槽道 及分配槽道，容後詳述， •一軌43、44許可二次流體通過；此等執彼此重疊設置 — (舉例）。上執43位於轉折板上方，下軌44位於二轉折板 4 2 a、4 2 b間，而其高度係伸展於轉折板下方。 此等回路或軌4 3及44於其至少一壁設置有一或多個孔口 分別標示為4 3 i及4 4 i ’孔口許可二次流體通過。於圖4， 孔口 4 3 i係設置於轨4 3之下壁，孔口 4 4 i係設置於軌4 4之侧^ 壁；孔口 4 4係設置成被注入的流體流撞擊轉折板4 2 a、4 2 b 末端（舉例）。 各軌於其下表面或上執於側面以及下軌於側面對稱性鑽 孔。孔口之分布及大小規定說明如後：
467764 五、發明說明（15) ' .於轉折板42a及42b之伸長部分別設置穿孔板，分別標 示為45a、45b (開口或開槽45ai、45bi)。此等板向上伸 展至軌44之壁（舉例）。混合物輪出至再度分配空間49之開 口 45ai、45bi經過校正來促進橫向混合（舉例）， .收集主流體之空間46係由上格柵4〇 (為機械設計理由 故，附圖之變化例顯不三部分式格柵，其中各部分係藉壁 47a、47b彼此聯結），執43頂部，軌43側壁，轉折板42a及 42b所界限；此空間可使主流體排放至混合腔室， .二混合腔室48a、48b係設置於下執（44)兩邊β 較佳腔室例如係相對於執6或7之孔口 6i、7i或二者設 置，孔口功能係將一或多種流體注入混合腔室内。孔口之 設置係為了確保於整個混合腔室内部儘可能最均質、均勻 或對稱的流體注入（舉例）。 、 混合腔室48a例如係由部分軌43之壁.，執“外側壁，轉 折板42a及穿孔板4 5a界限。混合腔室48b同理係由執44外 侧壁，執43之部分下壁，轉折板42b及穿孔板45b界限。 由格柵40收集的主流體係以細小空間形式經由形成於上 軌與轉折板之一間的長槽由收集空間前進至混合腔室 48a '48b ： .空間49用於分配混合物或收集待被抽出的流體，此空 ，係由下格柵41 ’下軌44 (當下軌未設置成格极41之相^ 问度）之下壁以及混合腔室48a、48b以及二轉折板42a、 4 2b界限。 、 由於設置孔口、混合腔室及分配及/或收集執，故再度
467764 五、發明說明（16) 分配空間獲得的混合物具有組成之均勻度比較先前技術裝 置改良。 意圖用於通過二次流體之執或回路以及二混合腔室例如 具有細長矩形。 根據一變化具體例，可設置於壁47a、47b下端及對應轉 折板4 2 a、4 2 b間因而形成一系列經過校準的孔口或長槽， 俾便以數喷射流形式將主流體注入混合腔室内部。 於軌43、44及混合腔室之不同孔〇43i、44i之分布經選 擇使注入工作時，被注入的流體撞擊DME元件之一之至少 部分固體壁部。 例如當執4 3具有抽出功能及軌44具有注入功能時，孔口 4 3 i、4 4 i相對於分配軌之幾何及維度資料以及於各種壁之 分布例如選自下列數值： •直徑為2至1 5毫米及較佳4至7毫米之範圍， •孔距為2 5至4 0 0毫米及較佳5 0至2 0 0毫米， •流體流速為3 - 2 0米/秒及較佳5 - 1 5米/秒，其中該速度 可以儘可能最均勻方式進給全部孔口；孔距數值係考慮可 獲得二次流體與主流體混合良好之流速值。 流速及孔距數值選擇之考量標準無論孔口形狀如何皆適 用。 至於額外特點，孔口 4 4 i之軸可使注入的流體撞擊ME之 機械元件之一的部分固體壁部。 抽出網路之配置與大小標準約略同注入網路之標準。差 異存在於抽出軌的穿孔板。抽出孔直徑係選擇可獲得孔距
_ 11 I 1 I illilil Bll 1 s 1
第22頁 4 6 7 764 五、發明說明（π) 為注入軌孔距的兩倍且為交錯排列例如隨機排列。 混合腔室之出口 4 5 a i、4 5 b i或混合物通過孔口具有下列 特性： •直徑5至50毫米及較佳1 〇至25毫米， 孔距選自25-400毫米間隔及較佳50-200毫米間隔， 混合物流速為〇. 5至3. 5米/秒及較佳1. 0-2, 〇米/秒。 _ 由於軌的排列’聯結導管C(N2Q)j由單一導管50聯結至注 入軌44，及一聯結導管C (NZ1 ) j於提取軌43 (圖5A )平分至 二導管51!、512而導管接合成為導管51 (舉例）。 導管51i、5 I2係位在導管50兩邊。此等.導管排列成具有 注入或提取功能且儘可能對軌4 3、4 4為最對稱。 基於流體分類’執4 3及4 4可確保不同功能：分布功能， 提取功能或兩種功能。 根據變化例’ DME或板條也可劃分為若干分配-收集系統 因此包含若干重疊執系統。本例中，導管5 0、5 1係以大致 同圖5A及5B所述方式相對於上軌及不軌設置。 •流體依功能分組案例： 注入（圖1及2 A)
•四根導管C ( N2。）j ’ j為1至4，可將流體注入四分板象 限之四個DME 1 Q .進料及/或解吸附劑由導管1導引入環形腔室^。注入 流分成二流’經由路控11及12前進且約略對應於板之半圓 周之半。然後各流前進進入環形腔室N2。，於其中再劃分為' 二流Γ 1及F” 1。各流由聯結導管C(N2fl) j分配，管於區段z2。
第23頁 467764 五、發明說明（18) 分組’導管5 〇聯結此等聯結導管於各D之下執44。 得自孔口 44i之流將撞擊轉折板42a、42b末端且與主流 體空間混合。 提取（圖1及？ .四根導管C(N2I) j可由4板條或DME提取流體，
♦提取物及殘液由板條之軌例如上執4 3抽取出及由雨根 滴流管5 1,、5 12流至導管5 1。然後通過腔室N21區段Z21的聯 結導管C ( N21 ) j。二流體流於位在環形腔室n21兩端的區段收 集，且分類，隨後送入聯結導管2之環形腔室&，及回收 全部得自板之四象限之流。 •流體藉性質分組之例： •被視為特徵性流體之流體為解吸附劑及提取劑’以及 所謂的「污穢」流體、殘液及進料。 本例中軌4 3及44可確保分布及提取雙重功能。 •藉流速分組之例： ，具有低流速之流體為進料及提取劑，具有高流速之μ 體為解吸附劑及殘液。
本例中軌4 3及44可確保分配及提取雙重功能。 辟 於後述二分組例，經由開口 4 3 i及4 4 i注入的流體撞f > 4 5及轉折板4 2a、4 2B之部分固體壁。通過聯結板條的刀配 收集系統；而待提取的流體於軌4 3或4 4收集隨值經由料 結管送至前述環形腔室。 良措、 流體孔口或通道可具有任何幾何類型，例如單 、 若干長槽或孔。
第24頁 467764 五'發明說明（19) 注入及提取路徑同藉功能分組之圖解所述。 β 收集主流體空間較佳具有適合使無效容積及流體擾流減 至最低的形狀。高度為3至2 5毫米及較佳7至1 5毫米且約略 為矩形或錐形^具有所述之申請人的專利案US- 5，7 5 5，9 6 0 所述特點。 於格柵前混合物之分配空間將例如考慮主流體之物理特 性決定。 混合腔室容積調整適合使無效容積減至最小。其維度係 選自專利案US-5,792,346 及 US-5t755,960 之一。 任何促進擾流的裝置皆可添加至混合腔室内部。此等裝（_ 1 置可以障板、擋板或任何其它裝置形式存在意圖用於提高 混合效果。腔室容積係選擇為夠小而可減小逆向混合現象 的影響。 . DME以及前述分配-收集系統相關於約略為筒形之分離管 柱的特定參數於不超出本發明之範圍的情況下，可應用至 具有任何形狀的分離管柱，其中分配-收集系統可具有適 合管柱之形狀。 同理，板可根據平行切除部以外的切除部劃分為若干 DME，例如劃分為圓形圖表型扇區。 r〕 於未超過本發明範圍之情況下，前述DME及分配-收集系w 統容易應用於分離裝置，其可或可未包含中央固體樑其直 徑例如由3至1 0米。 前述DME及分配-收集系統也可用於直徑小於或等於5米 且不含中央支持樑的分離管柱。
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Claims (1)

  1. 公告本 Ϊ167 764 案號 88115268
    修正 六、申請專利範圍 1 . 一種流體分配-收集系統，該系統係用於使流體與固 體彼此接觸的裝置，其中該裝置包含一腔室（30)，至少一 根導管（3 3 )用於引進一主流體及至少一根導管（3 1 )用於抽 取出主流體，若干分配器板（Pn)，其中各該板包含若干板 條用於混合、分配或提取流體或稱作DME，其特徵在於該 系統包含： •至少一根導管（1、2 )其可聯結裝置與外側， •至少一腔室（I)其係聯結導管（1、2 )， •—或多根聯結導管C(N2()) j、C(N2I) j ，其腔室與板 (Pn)之至少一個DME，其中聯結管之聯結點rj係位於一區 段（Z2()、Z21)，其中各區段之定位係由相對於板（Pn)之徑向 軸之一的夾角α決定，其中各聯結管之長度為li ，其中各 長度I i、夾角α及區段長度Zr之值經選擇為流體介於板條 (D Μ E )與導管、2 )間之通過時間對全部流體而言大致為 相等。 2. 如申請專利範圍第1項之流體分配-收集系統，其中該 腔室可確保流體至少劃分為二流。 3. 如申請專利範圍第1項之流體分配-收集系統，其中該 系統包含： •至少一個第一階腔室（叱）其確保雙向劃分或收集 流體流，其中腔室（I)係聯結導管（1、2 )， .至少一個所謂之第二階腔室（Ν2α、N21)，其中該等 腔室確保來自腔室或將送至腔室（1)之流體流的雙向劃分 或收集，
    O:\60\60268.ptc 第1頁 2001.03. 20. 028 4 6 7 76/1 案號 88115268 _年月曰 修正 六、申請專利範圍 •一或多根聯結導管（C ( N2。）j、C ( N21) j)其延伸於至 少一第二階腔室（N2d、N21)與至少一板（pn)之ME間，其中 導管之聯結點r j係位於一區段（Z2。、Z21)，其中該區段位置 係由相對於板（Pn)之徑向軸之一的夾角α決定，其中各聯 結導管具有長度li ’及其中各長度Η、夾角α及區段長度 Zr之值經選擇獲得流體介於板條（DME)與導管（丨、2)間之 通過時間對全部流體而言大致相等。 4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之流體分配-收集 系統’其中夾角α為3〇至9〇度，及區段長度Zr對應角象限 α+/- ε為3至30度。 5. 如申請專利範圍第4項之流體分配—收集系統，其中夾 角α為50至60度，及區段長度Zr對應角象限α+/_ε為7至 1 5度。 6. —種將流體與固體彼此接觸之裝置，包含一腔室（3〇) 其包含一外侧壁，至少一根導管（33)用於導入主流體至少 一根導管（31)用於提取出φ Μ，矣；斗 扯代取出主流體’方干導管用於引進或提 取，一 k導管，數階分開之板（pn)，其中各板（pn)包含一 $ μ々:粒的/刀配器_混合器-提取器（DME )板 條’至/ 一流體之分配-收集系統，其中： .該分配-收集系統係設置於腔室周邊， 該分配-收集系統係聯結至少一分 該系統包含： 极 •至少一導管（丨、2 )其可聯結裝置與外側， .一或多個第—階腔室（Νι)其確保流體流的雙向
    16 7 764 ___ 索號 88115268_年月曰_修正 六'申請專利範^ 一 '^ - 劃分或收集， •-或多個第二階腔室（〜〇、Nn)，其中該二 腔室可確保來自或將送至第一階腔室（\)之流體济~ : 劃分或收集， t的雙句 .一或多根聯結導管（CUJj 'CUjj)其延伸介 於一個第二階腔室（N2。、N21)與板（Pn)之至少一板條（DME) 間，其中聯結導管之聯結點係位於一區段（Zu、z2 j，其中 區段之定位係由相對於板（Ρ η )之徑向轴之一的夾角^決 定，其中各該流體聯結導管具有長度Η，各長度li、夾角 α及區段長度Zr之值經選擇而使板（Pn)之板條（DME)與導 入或提取流體之導管（1、2 )間之流體通過時間對全部流體 而言為大致相等。 7·如申請專利範圍第6項之將流體與固體彼此接觸之裝 置，其中夾角α為30至90度’及其中對應於角象限之長度 Zr為3至30度。 8. 如申請專利範圍第7項之將流體與固體彼此接觸之裝 置，其中夾角α為50至60度，及其中對應於角象限之長度 Zr為7至1 5度。 9. 如申請專利範圍第6項之將流體與固體彼此接觸之裝 置’其包含至少一板’其包含至少一DME具有下列特徵： .至少一裝置用於收集主流體（40)， .至少二軌（43、44)許可二次流體通過其各自設置 有開口（ 4 3 i、4 4 i )，其中該等軌係彼此重疊設置， .至少二混合腔室（48a、48b)其設置有開口
    467764 _案號88115268_年月日__ \、申請專利範圍 (45ai、45bi)，其中該等腔室係設置於至少一軌（43、44) 兩側且相對於開口（ 4 3 i、4 4 i )設置而獲得流體的均質分布 或收集， .分布裝置（4 1、4 9 )用以分布得自混合腔室之流體 之裝置， •隔開收集與分布裝置（42a、42b)之裝置。 1 0 .如申請專利範圍第6項之將流體與固體彼此接觸之裝 置，其中各板（Pn)係根據平行截面被劃分為若干板條或 DME。 1 1.如申請專利範圍第8項之將流體與固體彼此接觸之裝 置，其中一板被劃分為四象限。 1 2.如申請專利範圍第6項之將流體與固體彼此接觸之装 置，其中上執（43)具有流體收集功能，及下軌（44)具有流 體注入功能。 1 3.如申請專利範圍第6項之將流體與固體彼此接觸之裝 置，其中上軌（43 )具有流體注入功能，及下執（4 4 )具有流 體收集功能。 1 4.如申請專利範圍第6項之將流體與固體彼此接觸之裝 置，其中上執（43)及下執（44)具有流體注入-收集功能。 1 5.如令請專利範圍第6項之將流體與固體彼此接觸之裝 置，其中軌開口（ 43 i、44 i )其具有注入功能且設置成通過 其中的流體喷射流撞擊DME之機械元件之一的部分固體壁 (42a 、42b 、 45a 、45b) ° 1 6 .如申請專利範圍第6項之將流體與固體彼此接觸之裝
    O:\60\60268.ptc 第4頁 2001.03. 20. 031 4 6 7 764 _案號88115268_年月曰 修正_ 六、申請專利範圍 置，其中開口（ 43 i、44 i)係交錯或隨機設置。 1 7.如申請專利範圍第6項之將流體與固體彼此接觸之裝 置，其中該等執及開口（43i、44i)之參數定義為： •直徑2至1 5毫米之範圍， •孑L距為25至400毫米， •流體流速為3 - 2 0米/秒，其中孔距數值係連同流 速考慮因此可獲得二次流體與主流體的良好混合。 1 8.如申請專利範圍苐1 7項之將流體與固體彼此接觸之 裝置，其中該等軌及開口（43 i、44i)之參數定義為： •直徑4至7毫米之範圍， •孔距為5 0至2 0 0毫米， •流體流速為5 - 1 5米/秒，其中孔距數值係連同流 速考慮因此可獲得二次流體與主流體的良好混合。 1 9.如申請專利範圍第6項之將流體與固體彼此接觸之裝 置，其t混合腔室（4 8 a、4 8b )之開口（ 4 5 a i、4 5b i )係選自 下列參數： *直徑1 0至2 5毫米； ，孔距係選自間隔50-200毫米， •混合物流速為1. 0至2 . 0米/秒。 2 0.如申請專利範圍第1 9項之將流體與固體彼此接觸之 裝置，其中混合腔室（48a、48b)之開口（45ai、45bi)係選 自下列參數： •直徑5至5 0毫米； •孔距係選自間隔2 5 - 4 0 0毫米，
    O:\60\60268.ptc 第5頁 2001.03.20.032 4 6 7 7 6 4·案號88115268_年月曰 修正_ 六、申請專利範圍 •渡合物流速為0 . 5至3 . 5米/秒。 2 1 . —種藉吸附由混合物或元件分離至少一種化合物之 方法，其中欲分離該化合物之主流體係接觸吸附劑，吸附 劑係依據其分離化合物之能力之函數選擇，及二次流體透 過一或多個如申請專利範圍第1至3項中任一項之分配-收 集系統注入及/或提取。 2 2. —種藉吸附由混合物或元件分離至少一種化合物之 方法，其令欲分離該化合物之主流體係接觸吸附劑，吸附 劑係依據其分離化合物之能力之函數選擇，及二次流體透 過如申請專利範圍第6至20項中任一項之裝置注入及/或提 取0 2 3 .如申請專利範圍第2 1或2 2項藉吸附由混合物或元件 分離至少一種化合物之方法，其中該等流體係依功能（注 入及/或抽出）或依性質或依流速數值分組。 2 4,如申請專利範圍第1至3項中任一項之系統，其係用 於藉層析呈氣態、液態或超臨界態之流體進料。 2 5 .如申請專利範圍第6至1 9項中任一項之裝置，其係用 於藉層析呈氣態、液態或超臨界態之流體進料。 2 6.如申請專利範圍第1至3項中任一項之系統，其係用 以於模擬活動床分離對二甲苯。 2 7.如申請專利範圍第6至1 9項中任一項之裝置，其係用 以於模擬活動床分離對二曱苯。
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