JP7117129B2 - 直列のn-カラムを使用した擬似移動床分離プロセスのための収集及び分配チャネルの新規概念 - Google Patents
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Description
本発明は、粒状媒体として知られている固体粒子の媒体中の流体の流れを用いた、直列のN-カラム系における流体の分配及び収集のための新規なデバイスに関する。
従来技術は、多段カラム、すなわち、実質的に垂直な軸に沿って配置された複数のプレートによって構成され、各プレートが粒状固体の床を支持しているカラムのための分配器の寸法決めの方法を開示している。
本発明は、粒状固体の床を含むカラムにおける流体の分配及び収集のためのデバイスであって、ユニットが、一般に、直列に配置されているいくつかのカラムから構成されている、デバイスと定義することができる。
- 流入流体は、その中を流体が一定速度で流れる可変部を備えた分配チャネルによって分配され、
- 流出流体は、その中を流体が一定速度で流れる可変部を備えた収集チャネルによって収集される。
粒状固体の床の内部における流体の循環は軸方向であり、そして床への注入は、実質的にカラムの垂直軸を中心とする導管(2)によって行われ、これにより、曲面壁(4)によって画定される水平分配チャネル(3)に供給し、次いで粒状固体の床(6)は、前記分配チャネル(3)からスクリーン(5)を通って供給され、そして流体は、粒状床(6)を通って実質的に垂直方向に流れ、次いで流体は、スクリーン(7)の下に収集され、曲面壁(9)によって画定される収集チャネル(8)から、外縁導管(10)を経由し、次いで流れ全体が、実質的にカラムの垂直軸を中心とする単一の排出導管(11)に収集される。
粒状固体の床の内部の流体の循環は半径方向に行われ、流体は、導管(2)を介してカラムの中心に導入され、これにより、壁(4)によって中心に画定される中央チャネル(3)に供給し、次いで粒状床(6)を中心から外縁(スクリーン(5)及び(7)によって画定される)に向けて通過し、ここで、壁(9)によって外側に画定される外縁ゾーン(8)に収集され、これにより液体を、実質的にカラムの軸を中心とする排出導管(11)に外縁導管(10)を介して戻す。
本発明が克服しようとする課題は、各カラムが粒状床を備えた直列のN-カラム系の非選択的ゾーンにおける滞留時間の差を制限するという課題である。これらの差は、実際、前記非選択的ゾーンの容積(以下、簡単にするために、非選択的容積と称する)を最小化する一方で分離性能を低下させるが、このことは、非選択的ゾーンを有しない系と同じレベルの性能に対して、設備のポンプ周りの流れの望ましくない増加をもたらす。
- 粒状床の内部の流れが、本質的に、カラムの垂直軸に沿っている、軸方向モード。
- 軸方向モードの場合、1~15mの範囲、好ましくは7~12mの範囲の直径。粒状床の高さは、0.2~1.5mの間、好ましくは0.4~1mの間で変化する。
高さ1mの粒状床を含む直径10mのカラムを検討する。725kg/m3の密度及び0.2cPの粘度を有する流体の流れが、2cm/sの空塔速度でカラムの内部で生じる。この空塔速度は、空(free)であるとみなされるカラムの区画に渡って計算される。
(2)導管
(3)分配チャネル(図1)
(3)中央チャネル(図2)
(4)壁
(5)スクリーン
(6)粒状床
(7)スクリーン
(8)収集チャネル(図1)
(8)外縁ゾーン(図2)
(9)壁
(10)外縁導管
(11)排出導管
Claims (7)
- 複数の成分への分離を行うためのカラムに収容された固体粒状床(6)における流体の分配又は収集のためのデバイスであって、
- 流入流体は、その中を流体が0.1~5m/sの範囲にある一定速度V channel で流れる可変部を備えた分配チャネル(3)によって分配され、
- 流出流体は、その中を流体が前記の一定速度V channel で流れる可変部を備えた収集チャネル(8)によって収集され、
カラムは、軸方向の流体流れのカラムまたは径方向の流体流れのカラムであり、
軸方向の流体流れのカラムにおいては、
固体粒状床(6)と分配チャネル(3)の壁(4)との間に配置された第1のスクリーン(5)から定義される分配チャネル(3)の高さh sup (r)が、半径方向座標rの関数として、以下のプロファイル:
を有するとともに、
固体粒状床(6)と収集チャネル(8)の壁(9)との間に配置された第2のスクリーン(7)から定義される収集チャネル(8)の高さh inf (r)が、半径方向座標rの関数として、以下のプロファイル:
を有しており、
(式中、V SL は、固体粒状床(6)における流体の空塔速度であり、カラムの断面に対する体積流量の比として定義され、そしてRは、カラムの半径である)
径方向の流体流れのカラムにおいては、
カラムの軸から測られた分配チャネル(3)の壁(4)の半径方向位置r distrib (z)が、以下のプロファイル:
を有するとともに、
壁(9)によって画定される収集チャネル(8)が、以下の半径方向位置プロファイルr collect (z):
を有する、
(式中、V SL は、固体粒状床(6)における流体の空塔速度であり、カラムの断面に対する体積流量の比として定義され、H bed は、カラムの全高であり、そしてzは、カラムへの流体の入口から測られた軸方向座標であり、E bed は、半径方向に定義される固体粒状床(6)の厚さである)
分配又は収集デバイス。 - 固体粒状床(6)の内部における流体の循環が軸方向であり、そして固体粒状床(6)への注入が、カラムの垂直軸を中心とする導管(2)によって行われ、これにより、壁(4)によって画定される水平分配チャネル(3)に供給し、次いで固体粒状床(6)が、前記分配チャネル(3)から第1のスクリーン(5)を通って供給され、そして流体が、固体粒状床(6)を通って垂直方向に流れ、次いで流体が、第2のスクリーン(7)の下に収集され、曲面壁(9)によって画定される収集チャネル(8)から、外縁導管(10)を経由し、そして流れ全体が、カラムの垂直軸を中心とする単一の排出導管(11)に収集される、請求項1に記載の収集デバイスを使用した擬似移動床プロセス。
- 固体粒状床(6)の内部の流体の循環が半径方向に行われ、流体が、導管(2)を介してカラムの中心に導入され、これにより、壁(4)によって中心に画定される中央チャネル(3)に供給し、次いで固体粒状床(6)を中心から外縁(スクリーン(5)及び(7)によって画定される)に向けて通過し、ここで、壁(9)によって外側に画定される外縁ゾーン(8)に収集され、これにより流体を、実質的にカラムの軸を中心とする排出導管(11)に外縁導管(10)を介して戻す、請求項1に記載の収集バイスを使用した擬似移動床プロセス。
- 分離すべき供給材料が7~9個の炭素原子を含む芳香族化合物の任意の混合物である、請求項1に記載のデバイスを使用した擬似移動床分離プロセス。
- 分離すべき供給材料がノルマルパラフィンとイソパラフィンとの混合物である、請求項1に記載のデバイスを使用した擬似移動床分離プロセス。
- 分離すべき供給材料がノルマルオレフィンとイソオレフィンとの混合物である、請求項1に記載のデバイスを使用した擬似移動床分離プロセス。
- デバイスを通過する流体が600~950kg/m3の範囲の密度及び0.1~0.6cPoの範囲の粘度を有する、請求項1に記載のデバイスを使用した擬似移動床分離プロセス。
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