KR20010079691A - 유체 분배-수집 시스템과 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유체 및 고체를 접촉시키고 수 개의 분배기 팬과 유체를 혼합, 분배 또는 추출하는 수 개의 패널을 포함하는 장치를 위한 유체 분배-수집 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은 하나 이상의 통로를 통해 상기 장치의 외부와 연결되는 하나 이상의 레벨 1 챔버(N1)와, 이 레벨 1 챔버(N1)에 연결되고 하나 이상의 구역(Z20, Z21) 내에 배치되고 길이(li)를 갖는 하나 이상의 연결 통로[C(N20)j, C(N21)j]를 포함하는 하나 이상의 소위 레벨 2 챔버(N20, N21)를 포함하며, 상기 구역은 팬의 반경에 대해 α각을 두고 일치하고, 주어진 앵글 섹터에 대응하며, 상기 길이(li), α각 및 앵글 섹터는 주입된 유체가 동일한 팬(Pn) 내에 있는 모든 패널에 거의 동시에 도착할 수 있도록 해주는 것으로 선택된다.
본 발명은 모사 이동층 상에서 이루어지는 파라크실렌의 분리에 유용하다.

Description

유체 분배-수집 시스템과 그 방법{FLUID DISTRIBUTING-COLLECTING SYSTEM AND CORRESPONDING METHOD}
분리 공정 분야에 있어서, 종래에는, 예를 들어 2개 이상의 상이한 화학적 화합물 또는 이 화합물의 2개의 이성질체를 포함하는 성분의 분리는 모사 이동층 시스템에 의존하여 왔다. 흡착 재료로는, 예를 들어 고체가 사용되어 왔다.
모사 향류(simulated countercurrent)를 이용하여 흡착 장치를 실행하는 것을 예시하고 있는 배경기술은, 예를 들어 미국 특허 제2,985,589호에 개시되어 있다.
이러한 방법에 있어서, 펌프에 의해 도입된 제1 유체는 탑의 중심축을 따라 고체층을 통해 흐른다. 이러한 방법에 있어 최고의 성능을 얻기 위해서는, 제1 유체가 흡착층 표면의 모든 지점에서 가능한 한 가장 균일한 조성과 전방류(front flow)를 가지는 피스톤류(플러그 흐름)로서 흘러 흡착제를 통과하는 것이 중요하다.
이 목적을 위해, 종래 기술은 이러한 흐름을 얻고 이를 유지하도록 해주는 여러 수단을 설명하고 있다.
미국 특허 제3,523,762호에 개시된 장치는 두 흡착층 사이에 배치되어 유체가 흐르는 동안에 이를 재혼합시킬 수 있다.
모사 향류를 사용함에 있어서, 미국 특허 제3,214,247호에 개시된 장치는 입자를 포획하기 위한 상하부 격자 및 이들 두 격자 사이에 위치하는 2개의 천공되지 않은 수평 배플을 포함한 구조를 보여준다. 유체는 이 장치의 모든 섹션을 가로지르는 호스를 통해 디플렉터 사이에 있는 중앙 공간에 첨가되거나 이 공간으로부터 추출된다. 이러한 장치는 유체가 탑 내부를 흐르는 동안 이 유체를 재혼합시킬 수있으며, 또한 제1 유체에 첨가된 유체의 양호한 혼합을 보장해 준다.
특히 유체의 혼합, 추출 또는 첨가 기능을 하는 유체 분배 패널 또는 DME는 2개의 미국 특허 제5,792,346호와 제5,755,960호에 또한 개시되어 있다. 이들 DME는, 탑의 외부에서 패널까지, 그리고 이와 반대로 패널에서 외부 수집 네트워크까지 유체 입자가 통과하는 시간을 균일화시키기 위해 유체 분배-수집 회로에 연결된다.
실제로, 유체 혼합물로의 분산은 유체 입자의 통과시간 내에 유체가 DME에 또는 DME로부터 분배되거나 추출되는 방식에 의해 또한 얻어질 수 있다.
몇몇 분배 또는 수집 회로는 유체의 분산 시간을 감소시키도록 설계된다. 이들 회로의 기하 구조는 플레이트의 기하 구조 또는 이들 플레이트에 대한 DME의 배치에 부합되는 것이 일반적이다.
예를 들어, 미국 특허 제5,792,346호에서, 제2 유체를 분배 또는 추출하는 회로는 분배 대칭성 및 동일한 길이의 유체 수송 라인을 보여준다. 이들 회로에 의해 분리형 유체 분배 또는 분리탑의 중심부로부터 또는 중심부로의 반경 방향의 분배가 가능하다.
미국 특허 제5,755,960호에서, 분배-수집 회로는 분배 플레이트를 형성하는 각각의 패널로 또는 패널로부터 제2 유체를 분배 또는 수집하는 수 개의 분기관(branches)을 포함하는 반경 방향의 수 개의 호스로 구성된다. 이들 분기관들은 이와 연결된 반경 방향의 공급 호스의 길이 전체 또는 그 일부분에 걸쳐 분포되어 있다. 다른 변형예에서는, 분리탑의 외주부 상에 배치된 링 또는 하프링(half-ring)으로부터 유체가 분배되도록 구성된다. DME까지 유체를 수송하는 호스는 상기 링 또는 하프 링의 길이 전체에 걸쳐 분포되어 있다.
유럽 특허 제074,815호는 수 개의 유체 분배 링을 포함하고 유체 및 고체를 접촉시키는 장치의 내부로 유체를 분배하기 위한 시스템을 개시하고 있다. 이들 링은 상기 장치의 중앙 튜브 상에 장착되고, 비슷한 높이의 유체 분배기 플레이트 사이에 배치된다. 유체 분배기 플레이트와 분배 링 사이를 지나는 수 개의 분배 파이프는 유체의 주입 및/또는 수집을 가능하게 한다.
이들 시스템 모두는 유체가 동일한 플레이트 내에 있는 여러 패널로 사실상 동시에 도착할 수 있도록 그 통과 시간을 최소화하기 위해, 유체를 접촉시키는 장치 내에서 피스톤류 또는 "플러그 흐름"을 얻어야 하는 필요를 충족시킨다.
본 발명은, 예를 들어 유체 및 고체를 접촉시키는 장치에 사용되는 유체 분배기-수집기 또는 유체 분배-수집 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 기체 상태, 액체 상태 또는 초임계 상태에 있는 유체를 색층 분석(chromatography)하는 분야에 특히 사용될 수 있다.
본 발명은 섬유을 생산하는 과정에서 테레프탈산을 합성하거나 중간 석유화학 제품을 생산하기 위한, 크실렌과 에틸벤젠의 혼합물 내에 포함된 파라크실렌으로 된 모사 이동층(simulated moving bed)에 의한 분리 방법에 사용될 수 있다.
본 발명은, 예를 들어 크실렌과 에틸벤젠 이성질체 혼합물, 포화 지방산으로부터 선택된 화합물과 이 지방산의 에스테르의 혼합물, 파라핀과 올레핀의 혼합물, 이소파라핀과 노르말 파라핀의 혼합물 및 이 밖의 다른 화합물에도 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 장치는 액체 상태, 기체 상태 또는 초임계 상태 내에서 사용될 수 있으며, 예를 들어 화학, 석유화학 또는 석유의 모든 분리 분야에서 사용될 수 있다.
도 1은 분배 플레이트에 연결된 본 발명에 따른 유체 분배-수집 시스템의 실시예를 도시한 개략도.
도 2a 및 도 2b는 플레이트의 일부분과 이에 연결된 분배-수집 시스템을 도시한 블록도.
도 3은 도 1의 분배-수집 시스템에 제공된 분리탑을 도시한 단면도.
도 4는 분배 패널에 대한 특정한 실시예의 일부분을 도시한 블록도.
도 5a 및 도 5b는 패널을 공급하는 호스의 배치에 대한 실시예를 도시한 평면도 및 일부분도.
도 6a, 도 6b 및 도 6c는 유체 분배-수집 시스템의 다양한 여러 실시예를 도시한 도면.
본 발명의 목적은, 특히 유체의 조성이 균질한 플러그 흐름을 얻고 이를 유지하며 분배 플레이트를 형성하는 패널 내에서 주입되거나 추출되는 유체의 분산 시간을 최소화하는 유체 분배-수집 시스템에 관한 것이다.
본 설명의 나머지 부분에 있어서, 레벨 1 챔버는 하나의 유체를 2개 이상으로 분할하고 2개의 유체 흐름을 수집하는 기능을 하는 챔버로 정의되고, 레벨 2 챔버는 레벌 1 챔버로부터 얻은 유체를 2개 이상으로 분할하거나 2개 이상의 유체 흐름을 레벨 1 챔버로 보내는 것을 보장하는 챔버로 정의된다.
DME라는 용어는 특히 하나 이상의 유체를 수집, 혼합, 추출 또는 재혼합하는 기능을 하는 패널을 일컫는다.
본 발명은 유체 및 고체를 접촉시키는 장치를 위한 유체 분배-수집 시스템에 관한 것으로, 상기 장치는 챔버와, 제1 유체를 도입하는 하나 이상의 호스와, 제1 유체를 배출하는 하나 이상의 호스와, 수 개의 분배기 플레이트(Pn)를 포함하고, 이 플레이트 각각은 유체를 혼합, 분배 또는 추출하는 수 개의 패널 또는 DME를 포함한다.
상기 유체 분배-수집 시스템은, 상기 장치와 그 외부를 연결하는 하나 이상의 호스와, 상기 호스 가운데 하나 또는 모두에 연결된 하나 이상의 챔버(N1)와, 상기 챔버에 연결된 하나 이상의 연결 호스[C(N20)j, C(N21)j]와, 플레이트(Pn) 내에 있는 하나 이상의 DME를 포함하며,
상기 호스들의 연결점(rj)들은 구역(Z20, Z21)에 위치하고, 상기 구역의 위치 결정은 상기 플레이트(Pn)의 반경 방향 축선 중 하나를 기준으로 계산된 α각에 의해 결정되며, 상기 각각의 연결 호스는 길이(li)를 가지며, 상기 길이(li), α각, 구역의 길이(Zr) 각각의 값은 패널(DME)과 호스(1, 2) 가운데 하나 또는 모두 사이에 유체가 통과하는 시간이 모든 유체에 대하여 거의 동일하도록 선택되는 것을 특징으로 한다.
예를 들어, 상기 챔버는 하나의 유체를 2개 이상의 흐름으로 분할하는 것을 보장한다.
실시예에 의하면, 분배-수집 시스템은, 예를 들어 유체의 흐름을 2방향으로분할하거나 수집하는 것을 보장하는 하나 이상의 레벨 1 챔버(N1)와, 하나 이상의 소위 레벨 2 챔버와, 하나 이상의 레벨 2 챔버(N20, N21)와 플레이트 내의 하나 이상의 DME 사이에 연장되어 있는 하나 이상의 연결 호스[C(N20)j, C(N21)j]를 포함하며,
상기 챔버(N1)는 호스 가운데 하나 또는 모두에 연결되고, 상기 챔버들(N20,N21)은 챔버(N1) 가운데 하나 이상에 대하여 출입하는 유체의 흐름을 2방향으로 분할하거나 수집하는 것을 보장하며, 상기 호스들의 연결점들(rj)은 구역(Z20, Z21) 내에 위치하며, 상기 구역의 위치 결정은 플레이트(Pn)의 반경 방향 축선 중 하나를 기준으로 계산된 α각에 의해 결정되며, 상기 연결 호스 각각은 길이(li)를 가지며, 길이(li), α각 및 구역의 길이(Zr) 각각의 값은 패널(DME)과 호스 가운데 하나 또는 모두 사이에 유체가 통과하는 시간이 모든 유체에 대하여 거의 동일하도록 선택되는 것을 특징으로 한다.
예를 들어, α각은 30°∼90°이고 바람직하게는 50°∼60°이며, 앵글 섹터(α±ε)에 대응하는 구역의 길이(Zr)는 3°∼30°이고 바람직하게는 7°∼15°이다.
본 발명은 또한 유체 및 고체를 접촉시키는 장치에 관한 것으로서, 이 장치는 외부벽과, 제1 유체의 도입을 위한 하나 이상의 호스와, 제1 유체의 추출을 위한 하나 이상의 호스와, 제2 유체의 도입 또는 추출을 위한 수 개의 호스들과, 일정 간격을 둔 플레이트(Pn)의 수 개의 단들로 구성된 챔버를 포함하고,
상기 플레이트(Pn) 각각은, 제2 유체 및 제1 유체를 분배ㆍ혼합ㆍ추출하는 하나 이상의 패널(DME)과, 하나 이상의 유체 분배-수집 시스템을 포함하며,
상기 분배-수집 시스템은 상기 챔버의 외주부 상에 배치되고, 상기 분배 및 배치 시스템은 하나 이상의 분배 플레이트(Pn)에 연결되는 것을 특징으로 하며,
상기 시스템은, 상기 장치와 그 외부를 연결하는 하나 이상의 호스와, 유체의 흐름을 2방향으로 분할하거나 수집하는 것을 보장하는 하나 이상의 레벨 1 챔버(N1)와, 하나 이상의 레벨 2 챔버(N20, N21)와, 레벨 2 챔버(N20, N21)와 플레이트(Pn) 내에 있는 하나 이상의 패널(DME) 사이를 지나는 연결 호스[C(N20)j, C(N21)j]를 포함하며,
상기 레벨 2 챔버들은 레벨 1 챔버(N1)로부터 들어오거나 그들에게로 내보내는 유체의 흐름을 2방향으로 분할하거나 수집하는 것을 보장하고, 상기 연결 호스의 연결점들은 구역(Z20, Z21) 내에 위치하며, 이 구역의 위치 결정은 플레이트의 반경 방향 축선 중 하나를 기준으로 하여 계산된 α각에 의해 결정되며, 상기 유체 연결 호스 각각은 길이(li)를 가지며, 길이(li), α각 및 구역의 길이(Zr) 각각의 값은 플레이트 내에 있는 패널(DME)과 유체를 도입하거나 추출하는 호스 사이에 유체가 통과하는 시간이 모든 유체에 대해서 거의 동일하도록 선택되는 것을 특징으로 한다.
α각은 30°∼90°일 수 있고 바람직하게는 50°∼60°일 수 있으며, 앵글 섹터에 대응하는 길이(Zr)는 3°∼30°이고 바람직하게는 7°∼15°이다.
변형예에 따르면, 상기 장치는 하나 이상의 DME를 포함하는 하나 이상의 플레이트를 포함하며, 상기 DME는 다음과 같은 특징을 가진다.
즉, 제1 유체를 수집하는 하나 이상의 수단과, 제2 유체들을 통과시키고 각각 개구부가 마련되어 있는 2개 이상의 주입 및/또는 배출 레일과, 개구부가 마련된 2개 이상의 챔버와, 상기 챔버로부터 얻어진 유체를 분배하는 수단과, 상기 수집 및 분배 수단을 분리하는 수단을 포함하며,
상기 레일은 서로 중첩되게 배치되고, 상기 챔버는 상기 하나 이상의 레일의 양 면 위에 및 상기 개구부 앞에 배치되는 것을 특징으로 한다.
각각의 플레이트(Pn)는 평행한 분할선을 따라 수 개의 패널 또는 DME로 분할될 수 있다.
플레이트는 4개의 섹터로 분할될 수 있다.
예를 들어, 상부 레일은 유체를 수집하는 기능을 하며, 하부 레일은 유체를 주입하는 기능을 한다.
상부 레일은 유체를 주입하는 기능을 할 수도 있으며, 하부 레일은 유체를 수집하는 기능을 할 수도 있다.
다른 변형예에 따르면, 상부 및 하부 레일은 유체의 주입 및 수집 기능을 한다.
주입 레일 또는 레일들의 개구부는 분사되는 형태로 통과된 유체가 DME 내의 하나의 기계 요소에 있는 고체벽의 적어도 일부를 타격할 수 있도록 배치된다.
상기 개구부는 교대로 또는 임의 방식으로 배치될 수 있다.
주입 및/또는 배출 레일의 개구부는, 예를 들어 다음과 같은 변수에 따라 제한된다.
즉, 직경은 2㎜∼15㎜이고 바람직하게는 4㎜∼7㎜이며, 천공 간격은 25㎜∼400㎜이고 바람직하게는 50㎜∼200㎜이며, 유체의 유속은 3㎧∼20㎧이고 바람직하게는 5㎧∼15㎧이다. 상기 간격은 제2 유체와 제1 유체의 양호한 혼합을 얻을 수 있는 유속을 고려하여 정해진다.
예를 들어, 상기 혼합 챔버의 개구부는 다음과 같은 특징을 가진다.
즉, 직경은 10㎜∼25㎜이고 바람직하게는 5㎜∼50㎜이며, 천공 간격은 50㎜∼200㎜의 간격으로 선택되고 바람직하게는 25㎜∼400㎜ 간격으로 선택되며, 혼합물의 유속은 1.0㎧∼2.0㎧이고 바람직하게는 0.5㎧∼3.5㎧이다.
본 발명은 또한 흡착에 의해 하나의 혼합물 또는 하나의 성분으로부터 하나 이상의 화합물을 분리하는 방법에 관한 것이다.
수 개의 화합물로 분리되기 위해, 제1 유체는 화합물을 분리하는 기능에 따라 선택된 흡착제에 접촉되며, 제2 유체는 청구항 1 내지 청구항 4의 특징들 중 하나를 구비한 하나 이상의 분배-수집 시스템을 통하거나 청구항 5 내지 청구항 15의 특징들을 구비한 장치를 통해 주입 및/또는 추출된다.
(주입 또는 배출) 기능에 의하거나 자연적으로 또는 유속에 의해 유체는 집합될 수 있다.
본 발명에 따른 시스템, 장치 및 방법은 기체 상태, 액체 상태 또는 초임계 상태에 있는 유체에 있어서 색층 분석에 의한 공급 원료의 분리 방법에 관한 것이다.
이들은 또한 모사 이동층 내에서의 파라크실렌의 분리에 관한 것이다.
본 발명에 따른 상기 장치는 특히 다음과 같은 장점을 가진다.
즉, 제2 유체와 제1 유체의 양호한 대칭적인 분배에 의해 생산되는 혼합률이 모든 플레이트에 걸쳐 향상되어, 분리 장치 내의 순환류가 더욱 균질한 조성과 일반적인 플러그 흐름을 나타낼 수 있고,
흐르는 동안에 제1 유체를 재혼합하기 위해 분배, 혼합, 추출 패널의 내부에서 유체의 혼합을 최적화할 수 있으며,
분배 플레이트를 구성하는 여러 패널로 또는 패널로부터 유체를 주입하거나 추출하는데 필요한 분산 시간을 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 다른 특징과 장점은 예시적이면서 이에 한정되지 않는 실시예에 대해 수반된 도면을 참조하여 후술되는 실시예의 설명을 읽음으로써 알게될 것이다.
도 1, 도 2a 및 도 2b는 유체 분배 플레이트에 연결된 유체 분배-수집 시스템의 실시예를 도시하고 있으며, 이 유체 분배 플레이트는 유체를 혼합ㆍ분배ㆍ 추출하는 기능을 하는 수 개의 패널 또는 DME를 포함한다.
이 네트워크의 기하 구조 및 유압 특성은 한 세트의 패널 또는 플레이트에 있는 한 세트의 주입 및 수집 레일을 위해 가능한 한 가장 대칭적인 제2 유체의 분배를 얻을 수 것으로 선택된다.
도 1은 플레이트(Pn)에 중첩되어 연결된 2개의 분배-수집 시스템을 도시한다. 플레이트(Pn)에 연결된 분배-수집 시스템의 수는 특히 이 시스템과 연결된 DME의 기하학적인 치수에 대한 함수이다.
플레이트는 Pn으로 표시되는데, 여기서 n은, 예를 들어 도 3에서 도시된 것과 같은 거의 원통형인 분리탑 내에 플레이트가 배치되는 경우에, 이 플레이트의지수(index)이다. 플레이트는, 예를 들어 디스크 형상이며, (자오선 타입의) 평행한 분할선을 따라 수 개의 DME로 분할됨으로써, 여러 개의 패널의 폭이 동일하게 될 수 있다.
분배-수집 시스템은, 예를 들어 소위 환상(環狀)의 레벨 1 챔버(N1)를 포함한다. 챔버(N1)는, 예를 들어 호스(1, 2)를 통해 탑의 외부와 연결된다. 이 호스를 통해 유체의 도입 및/또는 추출이 일어난다. 이 호스는, 예를 들어 후술되는 수 개의 변수에 따라 여러 유체들이 집합되는 경우에 특별한 기능을 할 수 있다.
환상의 직사각형 섹션 챔버(N1)는, 예를 들어 흡착층의 내주부 상으로 연장되고 특히 유체의 순환류를 2방향으로 분할하거나 수집하는 것을 보장하며, 소위 환상의 레벨 2 챔버(N2)에는 흡착층의 외주부 상에 직사각형 섹션이 마련된다. 특히 챔버(N2)의 기능(주입, 추출 또는 주입/배출)에 따라, 챔버(N2)는 유체 흐름의 분할 또는 수집이나, 2방향 분할 및/또는 수집을 보장한다. 기하학적 공간의 필요성에 의해, 분배-수집 시스템은 그 기능에 따라 챔버(N1)의 위(N21참조) 또는 아래(N20참조)에 위치할 수 있다.
레벨 1 챔버에 대한 레벨 2 챔버(N20, N21)의 접합점(J)은, 예를 들어 그 외주 길이의 중간 위치에서 이루어진다.
환상의 레벨 2 챔버는, 예를 들어 플레이트의 패널과 연결되기 위해 그 각각의 단부에 하나 이상의 호스[C(N20)j, C(N21)j]를 포함하며, 이 때 지수(j)는 호스에연결되는 패널의 지수와 대응된다. 호스[C(N20)j, C(N21)j]는 연관된 환상의 챔버(N20또는 N21)의 구역(Z20,Z21)에 연결된다.
소위 환상의 레벨 1 챔버(N1)의 길이는, 예를 들어 대응하는 플레이트의 둘레 길이의 절반과 같다.
소위 환상의 레벨 2 챔버(N2)의 길이는 20°∼160°의 앵글 섹터 내에 있고 바람직하게는 100°∼120°내에 있다.
구역(Z20, Z21)은 플레이트의 반경을 기준으로 α각을 두고 일치할 수 있으며, 예를 들어, 상기 반경은 접합점(J)을 통과하여 구역의 중심부를 지난다. 그 길이(Zr)는, 예를 들어 α±ε로 한정되고, αmin와 αmax로 그 한계가 정해지는 앵글 섹터에 의해 결정된다.
α각의 값은, 예를 들어 10°∼80°의 범위에, 바람직하게는 40°∼70°의 범위에 있을 것이다.
앵글 섹터는 3∼30°간격 내에서, 바람직하게는 7∼15°간격 내에서 선택될 것이며, 이는 구역(Z20, Z21)의 길이(Zr)에 대응된다.
유체의 분배 또는 추출 시 가능한 한 분산 시간을 최소화하기 위해 가능한 한 호스를 별 모양으로 배열하는 것을 보장하려는 노력이 이루어졌다. 호스 사이의 연결점은, 예를 들어 가능한 한 가장 작은 앵글 섹터 내에 있는 구역 가운데 실질적으로 동일한 지점에서 집합된다.
연결 호스들의 위치 결정 및 앵글 섹터의 선택은, 특히 알짜 지연 시간과 분산 시간을 감소시킬 수 있다. 따라서, 이 지연 시간은 10sec까지 감소될 수 있다.
분배 및/또는 추출을 위한 각각의 호스[C(N20)j, C(N21)j]는 직경(dj), 길이(lj) 및, 예를 들어 대응하는 구역(Z20,Z21) 내에 위치한 레벨 2 챔버와의 연결점(rj)을 구비한다.
여러 변수들(α,ε,li)은 유체가 플레이트를 형성하는 모든 패널 내로 거의 동시에 도착하거나, 추출되는 동안 거의 동시에 호스(1,2)에 도착되게 할 수 있는 것으로 선택된다.
호스의 직경(dj)은 여러 개의 호스 내에서 거의 동일한 유체의 순환 속도를 보장하기 위해 순환하는 유체의 유속을 기초로 결정된다.
연결 호스는 하나 이상의 DME 패널과 연결될 수 있다. 이 경우에 있어서, 연결 호스는 패널을 분배 또는 수집하기 위해 레일까지 분기관에 의해 연장된다.
도 2a 및 도 2b는 수 개의 DME를 포함하는 플레이트를 도시하고 있으며, 이 플레이트는 (자오선 타입의) 평행한 분할선을 따라 4개의 섹터로 분할된다. 이 경우에 있어서 패널의 수는 짝수인 것이 바람직하다.
도 2a는 하부 레일(44; 도4에서 도시됨) 내로의 유체 주입을 보장하는 분배-수집 시스템이 사용되는 실시예를 도시하고 있으며, 이에 반해 도 2b는 기능에 의해 유체가 집합된 경우 및 DME가 도 4에서 주어진 특징들 중 하나를 구비하는 경우, 상부 레일(43; 도 4에서 도시됨)로부터 배출을 보장하는 분배-수집 시스템을도시하고 있다. 이 예는 후술되는 "기능에 의해 유체가 집합되는 경우"라는 문단에서 세부적으로 설명될 것이다.
이 특정 실시예에 따르면, 연결 호스[C(N21)j또는 C(N20)j]에 의해 환상의 챔버(N21, N20)가 패널 또는 DME에 연결될 수 있다.
전술한 실시예는 환상의 분배-수집 시스템 챔버에 대해 언급하고 있다. 본 발명의 범주를 벗어남이 없이, 챔버(N1, N20, N21)가 이 시스템이 배치될 분리탑의 형상에 적합한 여러 형상을 가지도록 설계하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 분배-수집 시스템 및 이 시스템이 제공하는 장점을 더 잘 이해하기 위해, 도 3은 이러한 분배-수집 시스템을 구비한 분리탑의 블록도를 예시적이면서 이에 한정되지 않는 실시예로서 도시하고 있다.
예를 들어, 이 탑은 모사 이동층 내에서 색층 분석에 의해 분리하는 탑이다. "제2 유체"로서 언급되는 유체는 분리 공정에서 흡착되는 성분을 흡착층으로부터 추출하기 위해 사용되는 탈착제, 그렇지 않으면 분리 의해 얻어지는 공급 원료, 추출물 또는 라피네이트(raffinate)일 수 있다.
이 탑은, 예를 들어 흡착에 의해 분리시킬 수 있는 모든 성분을 포함하는 거의 원통형인 챔버(30)를 포함한다. 서로 연결하여 수 개의 탑들을 사용하는 것도 가능하다.
이 탑은 조작되는 공급 원료에 따라 선택되는 선택성을 가진 흡착 재료로 채워진다. 이 흡착 재료는 흡착제로 된 수 개의 흡착층(A1∼An)으로 된 탑 안으로 분배된다. 2개의 연속된 층들은, 예를 들어 유체 분배기 플레이트(Pn)에 의해 분리된다. 분배기 플레이트 각각은 수 개의 패널 또는 DME를 포함하고, 도 1 및 도 2에서 도시한 바와 같이 유체 분배 시스템에 연결된다.
제1 유체는 재순환되기 위해 펌프(32)에 의해 라인(31)을 따라 탑의 하단부로부터 배출되고 라인(33)을 따라 이 탑의 상단부로 이동한 후 라인(34)을 통해 상부 흡착층(A1) 내로 도입된다.
이 실시예에 있어서, 탑은 또한 플레이트의 사이에 바이패스 라인(Li,j)을 포함하는 바, 이들의 조작 원리는 프랑스 특허 출원 제97/16,273호에 개시되어 있으며, 이 개시물은 본원에서 참조용으로 편입된다. 이러한 방법은 이에 의해 얻어지는 생산물의 순도를 증가시킬 수 있다.
크실렌 공급 원료로부터 파라크실렌을 분리하기 위해, 예를 들어 각각 12개의 층으로 이루어진 2개의 탑이 사용되고, 24개의 층들이 4개 이상의 구역으로 분할되며, 각각의 구역은 (탈착제 또는 공급 원료와 같은) 유체를 탑의 외부로부터 주입하고 (배출물 또는 라피네이트와 같은) 다른 유체를 배출하는 것에 의해 그 범위가 정해진다. 예를 들어, 구역Ⅰ을 위해서는 5개의 층이, 구역Ⅱ을 위해서는 9개의 층이, 구역Ⅲ을 위해서는 7개의 층이, 마지막으로 구역Ⅳ을 위해서는 3개의 층이 마련된다.
플레이트(Pn)의 패널은, 예를 들어 [공급 원료 주입 라인(36), 탈착제 주입 라인(37), 추출물의 배출 라인(38), 라피네이트의 배출 라인(39), 선택적으로 백플러시(back flush) 제5 유체의 주입 라인과 같은] 제2 유체 수송 라인을 통해 탑의 외부와 연결된다. 백 플러시 라인들은 도면의 단순화를 위해 도시하지 않았다.
이들 라인 각각은 Vfi, Vei, Vsi및 Vri와 같은 기호로 표시된 일련의 밸브를 구비하는 바, 여기서 지수(i)는 플레이트(Pi)에 대응하고, f는 공급 원료(feedstock)를, e는 추출물(extract)을, s는 탈착제(desorbent)를, r은 라피네이트(raffinate)를 각각 표시한다. 한 세트의 이들 밸브들은 연속적인 교체(swapping-out)를 위한 수단에 연결되는데, 이들 교체 수단은 제2 유체의 주입 지점을 주기적으로 전진시키거나, 모사 이동층 내에서의 조작을 위해 제1 유체의 순환 방향인 최상부에서 바닥부로 제2 유체를 층으로부터 배출하는데 적합하다.
바이패스를 실행할 수 있고 플레이트의 모든 지점에서 유체의 조성을 거의 일치시킬 수 있는 회로는, 2개의 도입 또는 배출호스과 2개의 플레이트에 연결된 바이패스 라인(Li,j)을 포함한다. 종래 기술에 따르면, 바이패스 라인은 단독으로 또는 조합된 상태로 아래에서 설명되는 장치들, 즉 향류 방지 밸브(40), 유량계(41), 유량계에 종속되거나 종속되지 않는 제어 밸브(Voi,j)를 하나 이상 포함한다. 펌프는 선택적으로는 바이패스 라인 상에 배치되고, 선택적으로는 충분한 압력 강하를 보장하지 않는다.
바이패스 또는 바이패스 라인을 구비한 밸브는 Voi,j로 표시되는데, 지수(o)는 바이패스 기능에 대응되고 지수(i,j)는 그 사이에서 바이패스가 실행되는 플레이트에 대응된다.
더 일반적으로, 모사 이동층은 4개 이상의, 유리하게는 4개 또는 5개의 색층 분석 구역을 포함하는데, 이들 구역 각각은 하나 이상의 탑 또는 탑의 섹션으로 구성된다. 한 세트의 이들 탑 또는 탑의 섹션들은 폐쇄 루프를 형성하는데, 이에 의해 2개의 섹션 사이에 있는 재순환 펌프는 유속에 따라 조절된다.
이들 여러 라인들은 전술한 분배-수집 시스템에 연결될 수 있다.
본 발명의 범주를 벗어남이 없이, 일반적으로 분리탑에서 흡착에 의해 제2 유체를 분배하거나 추출하는 임의의 네트워크가 사용될 수도 있다.
챔버는 특히 직경이 큰 탑을 위해, 필수적으로 챔버의 수직축을 따라 정렬된 중앙 빔(35)을 포함한다.
몇 가지 용도에 있어서, 예를 들어 유체가 기체 상태인 경우 챔버는 거의 수평하게 배치될 수 있다.
분배 플레이트(Pn)는 (자오선 타입의) 평행한 분할선을 따라 수 개의 패널 또는 DME로 분할될 수 있다. 패널 각각은 후술하는 것과 같은 특징들을 포함한다.
도 2a 및 도 2b에서 블록도로서 도시되어 있는 플레이트(Pn)는, 예를 들어 (자오선 타입의) 평행한 분할선을 따라 4개의 섹터로 분할되며 수 개의 DME 패널을, 바람직하게는 섹터 당 홀수의 DME 패널을 포함한다.
패널을 거의 동일한 폭으로 평행하게 분할하는 것은 패널을 위해 표면 밀도가 필수적으로 일정한 배수(drainage)를 보장하도록 해준다.
도 4는 플레이트를 형성하는 패널 또는 DME의 실시예를 세부적으로 도시한다.
기본 패널 또는 DME는, 예를 들어 2개의 직사각형 섹션 박스 또는 레일 위에 중첩되게 형성된 분배-수집 회로에 의해 거의 동일한 2개의 표면으로 분할된다.
패널은 분리탑 내부에서 제1 유체의 순환 방향을 고려하여 상부 격자(40)와 하부 격자(41)를 포함한다. 상부 격자(40)는 제1 유체를 수집하는 반면, 하부 격자(41)는 모든 패널의 위에 배치된 혼합 챔버로부터 얻어진 혼합물을 재분배한다.
예를 들어, 이들 2개의 슬롯형 격자 사이에 다음과 같은 여러 요소들이 배치된다. 즉, 2개의 디플렉터(42a, 42b) 또는 배플은 특히 후술하는 수집 채널과 분배 채널을 분리하는 기능을 하며, 2개의 레일은 제2 유체의통로를 만든다. 이들 레일들은, 예를 들어 중첩되게 배치된다. 상부 레일(43)은 상기 디플렉터 위에 위치될 수 있는 반면, 하부 회로(44)는 2개의 디플렉터(42a, 42b) 사이에 위치될 수 있으며, 그 높이는 디플렉터의 아래까지 연장될 수 있다.
이들 회로 또는 레일(43, 44)에는 제2 유체의 통로를 만들어 주며 각각 43i 및 44i로 표시되는 하나 이상의 구멍을 구비한 하나 이상의 벽이 마련된다. 도 4에서, 구멍(43i)은 레일(43)의 하벽에 배치되고 구멍(44i)은 레일(44)의 측벽에 배치되며, 구멍(44)은, 예를 들어 주입되는 유체의 흐름이 디플렉터(42a, 42b)의 단부를 타격하도록 배치된다.
각각의 레일에 있어서 상부 레일에는 그 하면과 측면에 각각 대칭적으로 구멍이 뚫리고, 하부 레일에는 측면에 각각 대칭적으로 구멍이 뚫린다.
분배 및 구멍의 크기에 대한 상세한 설명은 후술하는 바와 같다. 각각 45a,45b[개구부 또는 슬롯(45ai, 45bi)]로 표시된 플레이트는 디플렉터(42a, 42b)의 연장선 상에 배치된다. 이들 플레이트는, 예를 들어 레일(44)의 벽까지 연장된다. 혼합물을 재분배 공간(49)으로 배출하는 개구부(45ai, 45bi)는, 예를 들어 횡방향 혼합을 촉진하도록 크기가 조절되고, 제1 유체를 수집하는 공간(46)은 상부 격자(40)[기계 설계 측면에서, 도면에는 3개의 부분으로 된 격자가 변형물로서 도시되어 있는데 이들 부분들은 벽(47a, 47b)에 의해 서로 연결되어 있다], 레일(43)의 최상부, 레일(43)의 측벽, 디플렉터(42a, 42b)에 의해 범위가 정해진다. 이 공간은 제1 유체를 혼합 챔버로 배출하며, 2개의 혼합 챔버(48a, 48b)는 하부 레일(44)의 양 모서리에 배치된다.
예를 들어, 상기 챔버들은 레일(6) 또는 레일(7) 또는 양 레일의 구멍(6i, 7i)에 배치되는 것이 바람직하며, 이 구멍은 하나 이상의 유체를 혼합 챔버로 주입하는 기능을 한다. 이들 챔버들은, 예를 들어 혼합 챔버의 모든 부분에서 가장 균질하거나 가장 일정하거나 가장 대칭적인 유체 주입이 보장되도록 배치된다.
혼합 챔버(48a)는, 예를 들어 레일(43) 벽의 일부, 레일(44)의 측벽, 디플렉터(42a) 및 천공된 플레이트(45a)에 의해 범위가 정해진다. 혼합 챔버(48b)는 레일(44)의 측벽, 레일(43) 하벽의 일부, 디플렉터(42b) 및 천공된 플레이트(45b)에 의해 동일한 방식으로 범위가 정해진다.
격자(40)에 의해 수집된 제1 유체는 상부 레일과 디플렉터들 중 하나의 사이에 형성된 슬롯을 통해 수집 공간으로부터 협소한 공간 형태인 각각의 혼합챔버(48a, 48b)로 이동한다. 공간(49)은 혼합물을 분배하거나 배출될 유체를 수집하고, 이 공간은 하부 격자(41)와 하부 레일(44)의 하벽에 의해 범위가 한정되며, 이 때 하부 레일(44)의 하벽은 2개의 디플렉터(42a, 42b)뿐만 아니라 격자(41)와 혼합 챔버(48a, 48b)와도 동일한 높이로 배치되지 않는다.
구멍, 혼합 챔버 및 분배 및/또는 수집 레일이 배치됨으로써, 재분배 공간 내에서 얻어지는 혼합물은 종래 장치에 의한 것보다 더 균질한 조성을 가진다.
예를 들어, 2개의 혼합 챔버뿐만 아니라, 제2 유체의 통로로 의도된 레일 또는 회로도 긴 직사각형 형상이다.
변형예에 따르면, 벽(47a, 47b)의 하단부와 이에 대응되는 디플렉터(42a, 42b) 사이에 배치될 수 있어, 제1 유체를 일부 분사 형태로 혼합 챔버 내로 주입하는 일련의 크기 조절이 되는 구멍 또는 슬롯이 만들어질 수 있다.
여러 구멍(43i, 44i)의 레일(43, 44) 상의 분배와 혼합 챔버는, 주입 기능상 주입되는 유체가 DME 내의 하나의 요소에 있는 고체벽의 적어도 일부를 타격할 수 있게 해주는 것으로 선택된다.
예를 들어, 레일(43)은 배출 기능을 하고 레일(44)은 주입 기능을 하는 경우, 여러 벽 상에서의 구멍의 분배뿐만 아니라 분배 레일에 대한 구멍(43i, 44i)의 형태 및 치수에 관한 테이타는, 예를 들어 다음과 같은 값들 사이에서 선택될 것이다.
즉, 직경은 2㎜∼15㎜, 바람직하게는 4㎜∼7㎜의 범위에서 선택될 것이고, 천공 간격은 25㎜∼400㎜, 바람직하게는 50㎜∼200㎜ 사이에서 선택될 것이며, 유체의 유속은 3㎧∼20㎧, 바람직하게는 5㎧∼15㎧ 사이에서 선택되는데, 이 속도는 가능한 가장 균질하게 모든 구멍으로 공급하는 것을 가능케 한다. 천공 간격은 제1 유체와 제2 유체의 양호한 혼합을 얻을 수 있게 하는 속도를 고려하여 정해진다.
유속과 천공 간격의 선택을 위해 주어진 상기 기준은 구멍의 형상에 관계없이 타당하다.
추가적인 특징으로서, 구멍(44i)은 주입된 유체가 DME 내의 하나의 기계 요소에 있는 고체벽의 일부분을 타격할 수 있도록 해주는 축을 구비한다.
배출 네트워크의 크기에 대한 기준 및 형태는 주입 네트워크의 그것과 거의 동일하다. 배출 레일의 천공 플레이트에 있어서는 차이가 있다. 배출 구멍의 직경은 주입 레일의 천공 간격의 두 배인 천공 간격을 얻을 수 있는 것으로 선택될 것이며, 예를 들어 임의로 교대 배치된다.
혼합 챔버의 배출 개구부(45ai, 45bi) 또는 혼합물의 통과를 위한 구멍은 다음과 같은 특징을 가진다.
즉, 직경은 5㎜∼50㎜, 바람직하게는 10㎜∼25㎜의 범위에서 선택될 것이고, 천공 간격은 25㎜∼400㎜, 바람직하게는 50㎜∼200㎜ 사이에서 선택될 것이며, 유체의 유속은 0.5㎧∼3.5㎧, 바람직하게는 1.0㎧∼2.0㎧ 사이에서 선택된다.
이러한 레일 배치로 인해, 연결 호스[C(N20)j]는 단일한 호스(50)에 의해 주입 레일(44)에 연결되고, 연결 호스[C(N21)j]는 추출 레일(43)에서, 예를 들어호스(51)에 결합된 2개의 호스(511, 512)로 분할된다.
호스(511, 512)는 호스(50)의 양 모서리에 위치한다. 이들 호스들은 레일(43, 44)에 대해 가능한 한 가장 대칭적으로 주입 또는 추출 기능이 이루어질 수 있도록 배치된다.
유체가 집합되는 것을 기초로 하여, 레일(43, 44)은 여러 가지 기능, 즉 분배 기능, 추출 기능 또는 2개의 기능 모두를 보장한다.
변형예에 따르면, DME 또는 패널은 또한 여러 개의 주입 및 수집 시스템으로 분할됨으로써, 여러 개의 중첩된 레일 시스템을 포함하게 된다. 이 경우에 있어서, 호스(50, 51)는 분할되어 상부 및 하부 레일에 배치되는 데, 이는 도 5a 및 도 5b에서 설명한 방식과 거의 동일한 방식으로 이루어진다.
기능에 의해 유체가 집합하는 경우
주입 (도 1 및 도 2a)
j가 1부터 4까지 변하는 4개의 호스[C(N20)j]는 플레이트의 4개의 섹터를 이루는 4개의 DME로 유체를 주입할 수 있으며,
공급 원료 및/또는 탈착제는 호스(1)를 통해 환상의 챔버(N1) 내로 도입된다. 주입된 유체의 흐름은 2 갈래의 흐름으로 분할되어 통로(11)와 통로(12)를 통해 이동되는데, 이 흐름은 플레이트 반원의 1/2에 거의 대응된다. 그 후 각각의 흐름은 환상의 챔버(N20) 내로 이동하여 2 갈래의 흐름(F'1, F"1)으로 분할된다. 그 후 각각의 흐름은 구역(Z20) 내에 집합되어 있는 연결 호스[C(N20)j] 및 각각의 DME의 하부 레일(44)에서 이들 연결 호스와 연결된 호스(50)로부터 분배된다.
구멍(44i)로부터 얻어지는 흐름은 디플렉터(42a, 42b)의 단부를 타격하고 제1 유체 공간에서 혼합된다.
추출 (도1 및 도 2b)
4개의 호스[C(N21)j]는 4개의 패널 또는 DME로부터 유체를 추출할 수 있으며,
추출물 및 라피네이트는, 예를 들어 상부 레일(43)과 같은 패널의 레일과 2개의 디핑 호스(dipping hoses)로부터 호스(51)로 배출된다. 그 후 상기 추출물 및 라피네이트는 챔버(N21)의 구역(Z21)에 연결된 연결 호스[C(N21)j]를 통과한다. 환상의 챔버(N21)의 2개의 단부에 위치한 상기 구역 내에 수집된 유체의 2 갈래의 흐름은, 플레이트의 4개의 섹터로부터 얻어진 모든 흐름을 복원시키는 호스(2)와 연결된 환상의 챔버(N1) 내로 들어가기 전에 집합된다.
자연적으로 유체가 집합되는 경우
특징있는 유체로 고려되는 유체는 탈착제, 추출물, 소위 "오염된" 유체, 라피네이트 및 공급 원료들이다. 이 경우에 있어서, 레일(43, 44)은 2개의 분배 및 추출 기능을 보장한다.
유속에 의해 집합되는 경우
예를 들어, 느린 유속의 유체는 공급 원료 및 추출물이고, 빠른 유속의 유체는 탈착제 및 라피네이트이다. 이 경우에 있어서, 레일(43, 44)은 2개의 분배 및추출 기능을 보장한다.
상기 집합에 관한 예 중 뒤에 있는 2가지 예에 있어서, 개구부(43i, 44i)를 통해 주입되는 유체는 벽(45)과 디플렉터(42a, 42b)에 각각 마련된 고체벽의 일부를 타격할 것이다. 이들 유체는 패널과 연결된 분배-수집 시스템을 통과하는 반면에, 추출될 유체는 연결 호스를 통해 전술한 환상의 챔버로 수송되기 전에 레일(43, 44) 내에서 수집된다.
구멍 또는 유체의 통로는 단일 슬롯, 다중 슬롯 또는 원형 등과 같이, 임의의 형상일 수 있다.
주입 및 추출 경로는 기능에 의해 집합되는 경우에서 설명한 경로와 동일하다.
제1 유체를 수집하는 공간은 무용 부피(dead volumes) 및 유체의 난류를 최소화하는데 적합한 형상인 것이 바람직하다. 예를 들어, 그 높이는 3㎜∼25㎜이고, 바람직하게는 7㎜∼15㎜이며, 거의 직사각형 또는 원뿔형이다. 이는 본 출원인의 전술한 미국 특허 제5,755,960호에서 언급한 특징들이다.
격자 전방에 있는 혼합물을 위한 분배 공간은, 예를 들어 제1 유체의 물리적 특징들을 고려하여 결정될 것이다.
혼합 챔버의 부피는 무용 부피를 최소화하도록 구성되는 것이 바람직하다. 그 치수는 미국 특허 제5,792,346호 및 제5,755,960호 중 하나에서 주어진 치수들 가운데 선택될 수 있다.
난류를 촉진하는 임의의 수단이 혼합 챔버의 내부에 추가될 수 있다. 이들수단은 혼합률을 증가시키도록 의도된 장애물, 배플 또는 다른 수단의 형태로 표현될 수 있다. 이 챔버의 부피는 충분히 작은 것으로 선택되어 역혼합 현상(retromixing phenomena)의 영향을 최소화시킨다.
거의 원통형인 분리탑에 관해 실시예로서 전술된 DME와 분배-수집 시스템에 대해 주어진 변수들은, 본 발명의 범주를 벗어남이 없이, 임의의 형상을 가진 분리탑에도 적용될 수 있으며, 이에 의해 분배-수집 시스템은 상기 탑의 형상에 적합한 형상을 가질 수 있다.
마찬가지로, 플레이트는 평행하게 분할되는 것 이외의 방법으로 분할되어 수 개의 DME로 분할될 수 있는데, 예를 들어 파이 차트 타입의 섹터로 분할될 수 있다.
본 발명의 범주를 벗어남이 없이, 전술한 DME와 분배-수집 시스템은, 중심 유지 빔을 포함하거나 포함하지 않고, 예를 들어 3m∼10m 범위의 직경을 가진 분리 장치 내에서 용이하게 사용될 수 있다.
상기 DME와 분배-수집 시스템은 직경이 5m이하이고 중앙 유지 빔을 포함하지 않은 분리탑에도 또한 사용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 챔버(30)와, 제1 유체를 도입하는 하나 이상의 호스(33)와, 제1 유체를 배출하는 하나 이상의 호스(31)와, 유체를 혼합, 분배 또는 추출하는 패널 또는 DME를 각각 포함하는 수 개의 분배기 플레이트(Pn)를 포함하여 유체 및 고체를 접촉시키는 장치를 위한 유체 분배-수집 시스템으로서,
    상기 장치를 외부와 연결시킬 수 있는 하나 이상의 호스(1, 2)와, 상기 호스(1, 2) 가운데 하나 또는 모두에 연결되는 하나 이상의 챔버(N1)와, 상기 챔버와 플레이트(Pn)의 하나 이상의 DME를 연결하는 하나 이상의 연결 호스[C(N20)j, C(N21)j]를 포함하며,
    상기 호스들의 연결점(rj)들은 구역(Z20, Z21)에 위치하고, 상기 구역의 위치 결정은 상기 플레이트(Pn)의 반경 방향 축선 중 하나를 기준으로 계산된 α각에 의해 결정되며, 상기 각각의 연결 호스는 길이(li)를 가지며, 상기 길이(li), α각, 구역의 길이(Zr) 각각의 값은 상기 패널(DME)과 상기 호스(1, 2) 가운데 하나 또는 모두 사이에 유체가 통과하는 시간이 모든 유체에 대하여 거의 동일하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 유체 분배-수집 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 챔버는 상기 유체가 2개 이상의 흐름으로 분할되도록보장하는 것을 특징으로 하는 유체 분배-수집 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 유체의 흐름을 2방향으로 분할하거나 수집하는 것을 보장하는 하나 이상의 레벨 1 챔버(N1)와, 하나 이상의 소위 레벨 2 챔버와, 하나 이상의 레벨 2 챔버(N20, N21)와 플레이트 내의 하나 이상의 DME 사이를 지나는 하나 이상의 연결 호스[C(N20)j, C(N21)j]를 포함하며,
    상기 레벨 1 챔버(N1)는 호스(1, 2) 가운데 하나 또는 모두에 연결되고, 상기 레벨 2 챔버(N20,N21)는 상기 챔버(N1) 가운데 하나 이상에 대하여 출입되는 유체의 흐름을 2방향으로 분할하거나 수집하는 것을 보장하며, 상기 호스들의 연결점들(rj)은 구역(Z20, Z21) 내에 위치하며, 상기 구역의 위치 결정은 플레이트(Pn)의 반경 방향 축선 중 하나를 기준으로 계산된 α각에 의해 결정되며, 상기 연결 호스 각각은 길이(li)를 가지며, 길이(li), α각 및 구역의 길이(Zr) 각각의 값은 패널(DME)과 호스(1, 2) 가운데 하나 또는 모두 사이에 유체가 통과하는 시간이 모든 유체에 대해서 거의 동일하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 유체 분배-수집 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, α각은 30°∼90°이고 바람직하게는 50°∼60°이며, 앵글 섹터(α±ε)에 대응하는 구역의 길이(Zr)는 3°∼30°이고 바람직하게는 7°∼15°인 것을 특징으로 하는 유체 분배-수집 시스템.
  5. 외부벽과, 제1 유체의 도입을 위한 하나 이상의 호스(33)와, 제1 유체의 추출을 위한 하나 이상의 호스(31)와, 제2 유체의 도입 또는 추출을 위한 수 개의 호스들 및 일정 간격을 둔 플레이트(Pn)의 수 개의 단들로 구성된 챔버(30)를 포함하는 유체 및 고체를 접촉시키는 장치로서,
    상기 플레이트(Pn) 각각은 제2 유체 및 제1 유체를 분배ㆍ혼합ㆍ추출하는 하나 이상의 패널(DME)과 하나 이상의 유체 분배-수집 시스템을 포함하며,
    상기 분배-수집 시스템은 상기 챔버의 외주부 상에 배치되고, 상기 분배 및 배치 시스템은 하나 이상의 분배 플레이트(Pn)에 연결되며,
    상기 시스템은, 상기 장치와 그 외부를 연결하는 하나 이상의 호스(1, 2)와, 유체의 흐름을 2방향으로 분할하거나 수집하는 것을 보장하는 하나 이상의 레벨 1 챔버(N1)와, 하나 이상의 레벨 2 챔버(N20, N21)와, 레벨 2 챔버(N20, N21)와 플레이트(Pn) 내에 있는 하나 이상의 패널(DME) 사이를 지나는 연결 호스[C(N20)j, C(N21)j]를 포함하며,
    상기 레벨 2 챔버들은 레벨 1 챔버(N1)로부터 들어오거나 그들에게로 내보내는 유체의 흐름을 2방향으로 분할하거나 수집하는 것을 보장하고, 상기 연결 호스의 연결점들은 구역(Z20, Z21) 내에 위치하며, 이 구역의 위치 결정은 플레이트의 반경 방향 축선 중 하나를 기준으로 하여 계산된 α각에 의해 결정되며, 상기 유체연결 호스 각각은 길이(li)를 가지며, 길이(li), α각 및 구역의 길이(Zr) 각각의 값은 플레이트(Pn) 내에 있는 패널(DME)과 유체를 도입하거나 추출하는 호스(1, 2) 사이에 유체가 통과하는 시간이 모든 유체에 대해서 거의 동일하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 접촉 장치.
  6. 제5항에 있어서, α각은 30°∼90°이고 바람직하게는 50°∼60°이며, 앵글 섹터에 대응하는 길이(Zr)는 3°∼30°이고 바람직하게는 7°∼15°인 것을 특징으로 하는 접촉 장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 하나 이상의 DME를 포함하는 하나 이상의 플레이트를 포함하는 접촉 장치로서,
    상기 DME는 제1 유체(40)를 수집하는 하나 이상의 수단과, 제2 유체들을 통과시키고 각각 개구부(43i, 44i)가 마련되어 있는 2개 이상의 레일(43, 44)과, 개구부(45ai, 45bi)가 마련된 2개 이상의 혼합 챔버(48a, 48b)와, 상기 혼합 챔버로부터 얻어진 유체를 분배하는 수단(41, 49)과, 상기 수집 및 분배 수단(42a, 42b)을 분리하는 수단을 포함하며,
    상기 레일은 서로 중첩되게 배치되고, 상기 챔버는 유체의 균질한 분배 또는 수집을 얻기 위해 상기 하나 이상의 레일(43, 44)의 양 면 위에 및 상기 개구부(43i, 44i) 앞에 배치되는 것을 특징으로 하는 접촉 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 각각의 플레이트(Pn)는 평행한 분할선을 따라 수 개의 패널 또는 DME로 분할되는 것을 특징으로 하는 접촉 장치.
  9. 제8항에 있어서, 플레이트는 4개의 섹터로 분할되는 것을 특징으로 하는 접촉 장치.
  10. 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상부 레일(43)은 유체를 수집하는 기능을 하고, 상기 하부 레일(44)은 유체를 주입하는 기능을 하는 것을 특징으로 하는 접촉 장치.
  11. 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상부 레일(43)은 유체 주입 기능을 하고, 상기 하부 레일(44)은 유체 수집 기능을 하는 것을 특징으로 하는 접촉 장치.
  12. 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상부 레일(43) 및 하부 레일(44)은 유체 주입 및 수집 기능을 하는 것을 특징으로 하는 접촉 장치.
  13. 제5항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 주입 기능을 하는 레일 또는 레일들(43i, 44i)의 개구부는 분사 형태로 통과한 유체가 DME(42a, 42b, 45a, 45b)내의 하나의 기계 요소에 있는 고체벽의 일부분을 타격할 수 있도록 배치된 것을 특징으로 하는 접촉 장치.
  14. 제5항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 개구부(43i, 44i)는 교대로 또는 임의적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 접촉 장치.
  15. 제5항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 레일 또는 개구부(43i, 44i)의 직경은 2㎜∼15㎜이고 바람직하게는 4㎜∼7㎜이며, 천공 간격은 25㎜∼400㎜이고 바람직하게는 50㎜∼200㎜이며, 유체의 유속은 3㎧∼20㎧이고 바람직하게는 5㎧∼15㎧이며, 상기 간격은 제2 유체와 제1 유체의 양호한 혼합을 얻을 수 있는 유속을 고려하여 정해지는 것을 특징으로 하는 접촉 장치.
  16. 제5항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 혼합 챔버(48a, 48b)의 개구부(45ai, 45bi)의 직경은 10㎜∼25㎜이고 바람직하게는 5㎜∼50㎜이며, 천공 간격은 5㎜∼200㎜의 간격으로 선택되고 바람직하게는 25㎜∼400㎜ 간격으로 선택되며, 혼합물의 유속은 1.0㎧∼2.0㎧이고 바람직하게는 0.5㎧∼3.5㎧인 것을 특징으로 하는 접촉 장치.
  17. 흡착에 의해 하나의 혼합물 또는 하나의 성분으로부터 하나 이상의 화합물을 분리하는 방법으로서,
    수 개의 화합물로 분리되기 위해, 제1 유체는 화합물을 분리하는 기능에 따라 선택된 흡착제에 접촉되며, 제2 유체는 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 분배-수집 시스템을 통하거나 제5항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 장치를 통해 주입 및/또는 추출되는 것을 특징으로 하는 분리 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 유체들은 (주입 및/또는 배출) 기능에 의하거나 자연적으로 또는 유속에 의해 집합되는 것을 특징으로 하는 분리 방법.
  19. 기체 상태, 액체 상태 또는 초임계 상태에 있는 유체에 대한 색층 분석에 의해서 공급 원료를 분리하기 위해, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 시스템, 또는 제5항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 장치, 또는 제17항 또는 제18항에 따른 방법을 사용하는 것을 특징으로 하는 사용 방법.
  20. 모사 이동층 내에서 파라크실렌을 분리하기 위해, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 시스템, 또는 제5항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 장치, 또는 제17항 또는 제18항에 따른 방법을 사용하는 것을 특징으로 하는 사용 방법.
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