[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

DE1598555B2 - CHROMATOGRAPHIC SEPARATION PROCESS AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE PROCESS - Google Patents

CHROMATOGRAPHIC SEPARATION PROCESS AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE PROCESS

Info

Publication number
DE1598555B2
DE1598555B2 DE19661598555 DE1598555A DE1598555B2 DE 1598555 B2 DE1598555 B2 DE 1598555B2 DE 19661598555 DE19661598555 DE 19661598555 DE 1598555 A DE1598555 A DE 1598555A DE 1598555 B2 DE1598555 B2 DE 1598555B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
column
phase
separation
powder
restrained
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19661598555
Other languages
German (de)
Other versions
DE1598555C (en
DE1598555A1 (en
Inventor
Die Anmelder Sind
Original Assignee
Pretonus, Victor, Prof Dr , Hahn, Hans Helmut, Dr, Pretoria (Sudafrika)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=25560899&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE1598555(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Pretonus, Victor, Prof Dr , Hahn, Hans Helmut, Dr, Pretoria (Sudafrika) filed Critical Pretonus, Victor, Prof Dr , Hahn, Hans Helmut, Dr, Pretoria (Sudafrika)
Publication of DE1598555A1 publication Critical patent/DE1598555A1/en
Publication of DE1598555B2 publication Critical patent/DE1598555B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE1598555C publication Critical patent/DE1598555C/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D15/00Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B01D15/10Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features
    • B01D15/18Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to flow patterns
    • B01D15/1807Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to flow patterns using counter-currents, e.g. fluidised beds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D11/00Solvent extraction
    • B01D11/02Solvent extraction of solids
    • B01D11/0215Solid material in other stationary receptacles
    • B01D11/0223Moving bed of solid material
    • B01D11/0242Moving bed of solid material in towers, e.g. comprising contacting elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D11/00Solvent extraction
    • B01D11/04Solvent extraction of solutions which are liquid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D11/00Solvent extraction
    • B01D11/04Solvent extraction of solutions which are liquid
    • B01D11/0426Counter-current multistage extraction towers in a vertical or sloping position
    • B01D11/043Counter-current multistage extraction towers in a vertical or sloping position with stationary contacting elements, sieve plates or loose contacting elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D15/00Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B01D15/10Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features
    • B01D15/16Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to the conditioning of the fluid carrier
    • B01D15/163Pressure or speed conditioning
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/32Packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit or module inside the apparatus for mass or heat transfer
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403Cells and electrode assemblies
    • G01N27/404Cells with anode, cathode and cell electrolyte on the same side of a permeable membrane which separates them from the sample fluid, e.g. Clark-type oxygen sensors
    • G01N27/4045Cells with anode, cathode and cell electrolyte on the same side of a permeable membrane which separates them from the sample fluid, e.g. Clark-type oxygen sensors for gases other than oxygen
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416Systems
    • G01N27/447Systems using electrophoresis
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/04Preparation or injection of sample to be analysed
    • G01N30/06Preparation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/26Conditioning of the fluid carrier; Flow patterns
    • G01N30/28Control of physical parameters of the fluid carrier
    • G01N30/34Control of physical parameters of the fluid carrier of fluid composition, e.g. gradient
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/26Conditioning of the fluid carrier; Flow patterns
    • G01N30/38Flow patterns
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/50Conditioning of the sorbent material or stationary liquid
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/50Conditioning of the sorbent material or stationary liquid
    • G01N30/56Packing methods or coating methods
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/50Conditioning of the sorbent material or stationary liquid
    • G01N30/58Conditioning of the sorbent material or stationary liquid the sorbent moving as a whole
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/62Detectors specially adapted therefor
    • G01N30/64Electrical detectors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/84Preparation of the fraction to be distributed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D15/00Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B01D15/10Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features
    • B01D15/16Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to the conditioning of the fluid carrier
    • B01D15/161Temperature conditioning
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/30Details relating to random packing elements
    • B01J2219/302Basic shape of the elements
    • B01J2219/30207Sphere
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/32Details relating to packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit of module inside the apparatus for mass or heat transfer
    • B01J2219/322Basic shape of the elements
    • B01J2219/32203Sheets
    • B01J2219/32206Flat sheets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/32Details relating to packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit of module inside the apparatus for mass or heat transfer
    • B01J2219/322Basic shape of the elements
    • B01J2219/32203Sheets
    • B01J2219/32213Plurality of essentially parallel sheets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/32Details relating to packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit of module inside the apparatus for mass or heat transfer
    • B01J2219/322Basic shape of the elements
    • B01J2219/32203Sheets
    • B01J2219/32224Sheets characterised by the orientation of the sheet
    • B01J2219/32227Vertical orientation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/32Details relating to packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit of module inside the apparatus for mass or heat transfer
    • B01J2219/322Basic shape of the elements
    • B01J2219/32203Sheets
    • B01J2219/32224Sheets characterised by the orientation of the sheet
    • B01J2219/32231Horizontal orientation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/32Details relating to packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit of module inside the apparatus for mass or heat transfer
    • B01J2219/322Basic shape of the elements
    • B01J2219/32286Grids or lattices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/32Details relating to packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit of module inside the apparatus for mass or heat transfer
    • B01J2219/322Basic shape of the elements
    • B01J2219/32296Honeycombs
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/26Conditioning of the fluid carrier; Flow patterns
    • G01N30/28Control of physical parameters of the fluid carrier
    • G01N30/32Control of physical parameters of the fluid carrier of pressure or speed
    • G01N2030/324Control of physical parameters of the fluid carrier of pressure or speed speed, flow rate
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/50Conditioning of the sorbent material or stationary liquid
    • G01N30/52Physical parameters
    • G01N2030/524Physical parameters structural properties
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/26Conditioning of the fluid carrier; Flow patterns
    • G01N30/38Flow patterns
    • G01N30/42Flow patterns using counter-current

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Description

4545

Die vorliegende Erfindung betrifft ein chromatographisches Trennverfahren mit Hilfe eines Trennrohrs, in welchem sich ein zu trennender Stoff im Stoffaustausch zwischen einer zurückhaltenden und einer Förderphase befindet, für das die Funktion der theoretischen Bodenhöhe gegen die Gesamt-Relativgeschwindigkeit zwischen den Phasen ein erstes Minimum der Bodenhöhe im Gebiet der laminaren Strömung der zurückhaltenden Phase aufweist, wonach die Bodenhöhe bis zu einem Maximum bei erheblich höheren Relativgeschwindigkeiten ansteigt, die im wesentlichen den Anfang turbulenter Strömungsbedingungen in der Förderphase entspricht.The present invention relates to a chromatographic separation process with the aid of a separation tube, in which a substance to be separated is in the exchange of substances between a restrained and a funding phase is for which the function of the theoretical floor height against the total relative speed between the phases a first minimum of the floor height in the area of the laminar Has flow of the restrained phase, after which the floor level up to a maximum at considerably higher relative velocities, which essentially mark the beginning of turbulent flow conditions in the funding phase.

Es ist bereits seit langem bekannt (s. beispielsweise UhImann oder Gas-Liquid Chromatography von St. N ο g a r e und R. J u ν e t, 1962, Interscience Publishers, New York, London, S. 34 bis 37), daß für chromatographische Trennungsverfahren norma- ,65 lerweise ein typisches Verhältnis zwischen der relativen Strömungsgeschwindigkeit zwischen den Phasen einerseits und der theoretischen Bodenhöhe andererseits besteht. Im allgemeinen nimmt die Bodenhöhe mit wachsender Geschwindigkeit zunächst ab und erreicht bei verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit ein Minimum (was in dieser Hinsicht einem Optimum an Trennfähigkeit des Systems entspricht). Bei höherer Geschwindigkeit nimmt die Bodenhöhe dann ständig zu.It has been known for a long time (see, for example, UhImann or Gas-Liquid Chromatography from St. Nο g a r e and R. J u ν e t, 1962, Interscience Publishers, New York, London, pp. 34 to 37) that for chromatographic separation processes usually a typical ratio between the relative Flow velocity between the phases on the one hand and the theoretical ground level on the other consists. In general, the height of the ground initially decreases with increasing speed and reaches a minimum at a relatively slow speed (which in this respect is an optimum in terms of separability of the system). At higher speeds, the height of the ground increases then constantly to.

Bisher nahm man an, daß jede Strömungsgeschwindigkeitszunahme über dieses theoretische Optimum hinaus unweigerlich mit einer entsprechenden Zunahme der theoretischen Bodenhöhe gepaart geht, die bald einen für praktische Zwecke unannehmbaren Wert erreicht. Deshalb galt es bisher für richtig, die relative Strömungsgeschwindigkeit so nahe auf dieses Optimum einzustellen, wie sich mit praktisch annehmbaren Trenngeschwindigkeiten vereinbaren läßt. In der Gaschromatographie sind diese Geschwindigkeiten ziemlich hoch. In der Flüssigkeitschromatographie ziehen sich die Trennungen über Stunden und manchmal Tage hin.So far it has been assumed that any increase in flow rate above this theoretical Optimum is inevitably paired with a corresponding increase in the theoretical floor height which will soon reach a value which is unacceptable for practical purposes. So it was previously for correct to adjust the relative flow velocity as close to this optimum as with can agree practically acceptable separation speeds. In gas chromatography these are Speeds pretty high. In liquid chromatography, the separations drag on for hours and sometimes days.

Aufgabe der Erfindung ist die wirtschaftliche Durchführung chromatographischer Trennungen in wesentlich verkürzter Zeit. Anders ausgedrückt, bezweckt die Erfindung in einer gegebenen Zeit die Erzielung erheblich verbesserter Trennungen, indem ohne Zeitverlust die Anwendung einer sehr viel größeren theoretischen Bodenzahl ermöglicht wird bzw. dadurch, daß unter den erfindungsgemäßen Verfahrensbedingungen eine gründliche radiale Vermischung der Förderphase quer zur Nettoströmungsrichtung und dadurch eine Abflachung des Strömungsprofils im Trennrohr erzielt wird.The object of the invention is to economically carry out chromatographic separations in significantly reduced time. In other words, in a given time the invention aims to do that Achieve vastly improved separations by applying a much larger one without wasting time theoretical plate number is made possible or that under the process conditions according to the invention a thorough radial mixing of the delivery phase perpendicular to the net flow direction and thereby a flattening of the flow profile in the separating tube is achieved.

Die Erfindung beruht auf der überraschenden Entdeckung, daß im Gegensatz zur bisherigen Annahme unter gewissen Bedingungen wieder eine Verringerung der Bodenhöhe erzielt wird, wenn man die Strömungsgeschwindigkeit über eine gewisse Grenze hinaus erhöht. In manchen Fällen erreicht man dabei sogar Bodenhöhen der gleichen Größenordnung wie beim bereits erwähnten Minimum, -jedoch bei sehr viel höherer Geschwindigkeit. Trotz der meist etwas längeren Trennsäulen läßt sich dadurch die Trennzeit in der Gaschromatographie etwa um einen Faktor 10 verkürzen, in der Flüssigkeitschromatographie sogar bis um das 104fache. Die erforderlichen Bedingungen sind praktisch verwirklichbar und kommen im folgenden ebenfalls zur Sprache.The invention is based on the surprising discovery that, in contrast to the previous assumption, a reduction in the floor height is achieved again under certain conditions if the flow velocity is increased beyond a certain limit. In some cases one even reaches ground heights of the same order of magnitude as the minimum mentioned above, but at a much higher speed. Despite the mostly somewhat longer separation columns, the separation time in gas chromatography can be shortened by a factor of about 10, and in liquid chromatography by as much as 10 4 times. The necessary conditions can be realized in practice and will also be discussed below.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Relativgeschwindigkeit zwischen den beiden Phasen über der dem Maximum der Bodenhöhe entsprechenden Geschwindigkeit, doch unterhalb der Geschwindigkeit eingestellt wird, bei welcher der Beitrag zur Bodenhöhe des Massenübertragungswiderstandes in der zurückhaltenden Phase den Beitrag zur Bodenhöhe des Massenübertragungswiderstandes in der Förderphase größenordnungsmäßig überschreitet, und daß die zurückhaltende Phase entweder ganz stationär gehalten oder sich linear im Gegenstrom zur Förderphase bewegend oder so eingestellt wird, daß die zurückhaltende Phase einen aufgewirbelten Zustand einnimmt, und daß die Beweglichkeit der Teilchen jeweils auf einen Bruchteil der Gesamtlänge des Trennrohres beschränkt wird, der die Größenordnung des Trennrohrquerschnitts nicht übersteigt.The object is achieved in that the relative speed between the both phases above the speed corresponding to the maximum of the ground level, but below the speed is set at which the contribution to the ground level of the mass transfer resistance in the restrained phase the contribution to the ground level of the mass transfer resistance in the funding phase exceeds the order of magnitude, and that the reluctant Phase either kept completely stationary or moving linearly in countercurrent to the delivery phase or is adjusted so that the restrained phase assumes a whirled-up state, and that the mobility of the particles is limited to a fraction of the total length of the separation tube which does not exceed the order of magnitude of the cross-section of the separating tube.

Der Ausdruck »Relativgeschwindigkeit« kommt zur Anwendung, da sich die Erfindung nicht nur zur Durchführung von Trennungen in der gebräuchlichenThe term "relative speed" is used because the invention is not only about Implementation of separations in the customary

absatzweisen Arbeitsweise, sondern auch für den Gegenstrombetrieb, insbesondere für kontinuierliche Trennungen, eignet. Aus dem gleichen Grunde ist es im breiteren Sine nicht möglich, von einer »stationären« im Gegensatz zur »beweglichen« Phase zu sprechen, da im kontinuierlichen Betrieb beide Phasen beweglich sind. Für sämtliche Fälle gilt jedoch, daß die eine Phase die zu trennenden Stoffe zurückhalten und zu verzögern trachtet, während die andere Phase die zu trennenden Stoffe fördert.intermittent operation, but also for countercurrent operation, especially for continuous Separations, suitable. For the same reason it is not possible in the broader sense of a "stationary" to speak in contrast to the "moving" phase, since both phases in continuous operation are movable. In all cases, however, it is the case that one phase retains the substances to be separated and seeks to delay, while the other phase promotes the substances to be separated.

Das Verfahren ist prinzipiell auf sämtliche übliche Varianten der Chromatographie anwendbar, wobei die zurückhaltende Phase ein Feststoff oder eine auf einen Träger aufgetragene Flüssigkeit oder ein Gel (z. B. Austauschharz) sein kann, während die Förderphase gasförmig oder flüssig sein kann.In principle, the process can be applied to all common variants of chromatography, wherein the retaining phase is a solid or a liquid applied to a carrier or a gel (e.g. exchange resin), while the delivery phase can be gaseous or liquid.

Das Verfahren eignet sich zur Durchführung im mikroanalytischen Maßstab, zur Durchführung von Bestimmungen in Sekunden (oder sogar Bruchteilen von Sekunden) bzw. Minuten, die bisher Minuten bzw. Stunden benötigten oder gar zeitlich kaum durchführbar waren. Die Zeitersparnis ist in der großwirtschaftlichen Betriebsüberwachung sehr wertvoll, da dadurch sofortige Korrekturmaßnahmen bei laufender Produktion möglich werden, beispielsweise in der öl- und gasherstellenden bzw. -verarbeitenden Industrie, z. B. Petrochemie, Kohlenwasserstoff synthese, Kunststoffherstellung und anderen organischchemischen Industrien. Das Verfahren eignet sich aber ebenso für die Überwachung verschiedener anorganischer Verfahren, bei denen sich die Rohstoffe bzw .Produkte chromatographisch analysieren lassen, einschließlich der Analyse von Abgasen, z. B. in metallurgischen Verfahren, z. B. beim Sauerstoffaufblasverfahren in der Stahlherstellung.The method is suitable for carrying out on a microanalytical scale, for carrying out Determinations in seconds (or even fractions of a second) or minutes, previously minutes or hours were required or even hardly feasible in terms of time. The time saving is in the large-scale operational monitoring is very valuable, as it enables immediate corrective measures ongoing production, for example in the oil and gas manufacturing or processing industry Industry, e.g. B. petrochemical, hydrocarbon synthesis, plastics manufacturing and other organic chemical industries. The procedure is suitable but also for the monitoring of various inorganic processes in which the raw materials or have products analyzed chromatographically, including the analysis of exhaust gases, e.g. Am metallurgical processes, e.g. B. in the oxygen inflation process in steelmaking.

Durch die erhöhte Durchsatzgeschwindigkeit und die Verbesserung des Strömungsprofils, selbst bei größeren Trennrohrdurchmessern, wird aber auch in vielen Fällen eine wirtschaftliche präparative Trennung möglich. Als Beispiele seien genannt die Konzentration bzw. Trennung oder Reinigung pharmazeutischer Wirkstoffe, z. B. Hormone, Vitamine, Alkaloide, Glykoside, Antibiotika ätherischer öle und auch anorganischer Substanzen, z. B. die Gewinnung seltener Erden, Reinigung spaltbarer Elemente, Trennung von Spaltungsprodukten zur Gewinnung wertvoller Nebenprodukte, Trennung von Chromaten, Gewinnung von Edelmetallen, z. B. Gold, usw.Due to the increased throughput rate and the improvement in the flow profile, even at larger separating tube diameters, but in many cases it is also an economical preparative separation possible. Examples include the concentration or separation or purification of pharmaceuticals Active ingredients, e.g. B. hormones, vitamins, alkaloids, glycosides, antibiotics of essential oils and also inorganic substances, e.g. B. the extraction of rare earths, purification of fissile elements, Separation of cleavage products to obtain valuable by-products, separation of chromates, Extraction of precious metals, e.g. B. Gold, etc.

Das Verfahren ist sowohl in ungefüllten als auch in gleichförmig oder ungleichförmig gefüllten Rohren, Rohren mit Einbauten und beliebigen anderen Säulenarten möglich, doch gelten selbstverständlich nicht für alle Fälle die gleichen Optimalbedingungen.The method is both in unfilled and in uniformly or non-uniformly filled pipes, Pipes with internals and any other types of columns are possible, but of course apply not the same optimal conditions for all cases.

Die Erfindung sieht auch neue bzw. verbesserte Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens vor.The invention also provides new or improved devices for performing the method.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung sieht vor, daß eine Rohrfernleitung zwischen zwei geographisch verschiedenen Orten als chromatographische Trennsäule ausgebildet ist, ferner ist eine Vorrichtung mit einer als Trennsäule eingerichteten Rohrleitung dadurch gekennzeichnet, daß turbulenzerregende Einbauten vorgesehen sind.A device according to the invention provides that a pipeline between two geographically different locations is designed as a chromatographic separation column, furthermore is a device with a pipeline set up as a separation column, characterized in that turbulence-inducing internals are provided.

Eine weitere Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem senkrechten Trennrohr mit für die Förderphase durchlässigen und für die zurückhaltende Phase undurchlässigen waagerechten Zwischenwänden, wobei die Rohrabschnitte zwischen den Zwischenwänden nur teilweise mit Säulenfüllmaterial gefüllt sind, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrabschnitte des Trennrohres zwischen den Zwischenwänden jeweils als Wirbelkammern, deren Höhe die Größenordnung des Rohrdurchmessers nicht überschreitet, ausgebildet sind, das Säulenfüllmaterial verwirbelbar ist und im unverwirbelten losen Schüttungszustand nur teilweise die Kammern füllt und daß die Einlaßöffnung am unteren Ende und die Auslaßöffnung am oberen Ende der Säule angebracht ist.Another device for carrying out the method according to the invention with a vertical separating tube with horizontal partition walls that are permeable to the conveying phase and impermeable to the restrained phase, the pipe sections between the partition walls being only partially filled with column filling material, is characterized according to the invention in that the pipe sections of the separating pipe are between the partition walls are designed as vortex chambers, the height of which does not exceed the size of the pipe diameter, the column filling material can be swirled and only partially fills the chambers in the non-swirled loose bed and that the inlet opening is attached at the lower end and the outlet opening at the upper end of the column.

Gegebenenfalls sind mehrere der Trennrohre über Verengungen hintereinandergeschaltet, wobei gegebenenfalls in den Verengungen Förderpumpen vorgesehen sind.If necessary, several of the separating tubes are connected in series via constrictions, and if necessary feed pumps are provided in the constrictions.

Die Erfindung sieht auch eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Durchführung des Verfahrens vor mit zwei Säulen, zwei Entnahmestellen für Fraktionen und je einem separaten Einlaßstutzen für die Förderphase und die zu trennende Substanz in der ersten Säule, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die erste Säule zur Aufrechterhaltung eines aufgelockerten ( Pulverzustandes und zur kontinuierlichen Schwerkraftförderung der Säulenfüllung unten eine für die Förderphase durchlässig und für die zurückhaltende Phase undurchlässige Zwischenwand wie eine Siebplatte od. dgl. zum Einblasen der Förderphase und unmittelbar darüber ein Ablaufrohr für das die eine Fraktion enthaltende Säulenfüllmaterial besitzt, ferner weiter oben den Einlaßstutzen für das zu trennende Material und am oberen Ende der Säule einen Auslaßstutzen für die zweite Fraktion sowie eine Leitung zur Zurückführung von Füllmaterial aus dem oberen Ende der zweiten Säule in das obere Ende der ersten Säule aufweist, und daß die zweite Säule unten eine Einrichtung mit einer weiteren Zwischenwand und einer Kammer zur pneumatischen bzw. hydraulischen Förderung des Säulenmaterials mittels eines Eluiermittels in den oberen Teil der Säule besitzt, der eine Einrichtung zur Entmischung des Füllmittels aus dem mit der ersten Fraktion beladenen Eluiermittels und einen weiteren Auslaßstutzen aufweist.The invention also provides a device for the continuous implementation of the process with two columns, two removal points for fractions and a separate inlet port each for the delivery phase and the substance to be separated in the first column, which is characterized in that the first column to maintain a loosened ( powder state and for continuous gravity conveying of the column filling below a partition that is permeable to the conveying phase and impermeable to the restrained phase, such as a sieve plate or the like the inlet connection for the material to be separated and at the upper end of the column an outlet connection for the second fraction and a line for returning filling material from the upper end of the second column to the upper end of the first column, and that the second column le below has a device with a further partition and a chamber for the pneumatic or hydraulic conveyance of the column material by means of an eluant in the upper part of the column, which has a device for separating the filler from the eluent loaded with the first fraction and a further outlet port .

Es stellt darIt shows

F i g. 1 eine schematisierte Kurve des Zusammenhanges zwischen der Relativgeschwindigkeit der Phasen (U) und der theoretischen Bodenhöhe (H), F i g. 1 a schematic curve of the relationship between the relative speed of the phases (U) and the theoretical ground level (H),

F i g. 2 eine schematische Ansicht einer Trennsäule in einer besonderen erfindungsgemäßen Verfahrensweise mit aufgelockerten Pulversäulen,F i g. 2 shows a schematic view of a separation column in a special procedure according to the invention with loosened powder columns,

F i g. 3 eine schematische Ansicht einer Weiterbildung der Vorrichtung gemäß F i g. 2 zur kontinuierlichen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,F i g. 3 shows a schematic view of a further development of the device according to FIG. 2 for continuous Implementation of the method according to the invention,

F i g. 4 eine schematische Ansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens unter Wirbelschichtbedingungen.F i g. 4 shows a schematic view of a further device according to the invention for implementation of the process under fluidized bed conditions.

Gemäß Fig. 1 stellt AbschnittOA in typischer Weise das Verhältnis von H zu U für gefüllte oder leere Trennsäulen nach dem bisherigen Stand der Technik dar. Nun hat es sich überraschenderweise gezeigt, daß die Kurve bei B ein Maximum erreicht und danach absinkt, vorausgesetzt, daß dieser Effekt nicht von einem zu großen Beitrag der zurückhaltenden Phase zur Bodenhöhe verdeckt wird. Dieser Beitrag der zurückhaltenden Phase ist unter allen Umständen möglichst niedrig zu halten. Man erreicht dies durch die Wahl einer möglichst geringen wirk-According to FIG. 1, section OA typically represents the ratio of H to U for filled or empty separation columns according to the prior art. It has now surprisingly been shown that the curve at B reaches a maximum and then decreases, provided that this effect is not masked by an excessive contribution of the restrained phase to the ground level. This contribution from the reluctant phase must be kept as low as possible under all circumstances. This is achieved by choosing the lowest possible effective

samen Schichtdicke der zurückhaltenden Phase, die weiterhin möglichst so gewählt wird, daß in dem verwendeten chromatographischen System der Konzentrations-Verteilungskoeffizient hoch ist, z. B. im Falle der Gaschromatographie von der Größenordnung von 1000 und im Falle der Flüssigkeitschromatographie von der Größenordnung von 100. Die Erfindung sieht dan vor, daß die chromatographische Trennung unter den Bedingungen durchgeführt wird, die mit dem Schenkel der Kurve rechts von B übereinstimmen, statt in der bekannten Weise im Gebiet des Kurvenabschnittes a. Es zeigt sich, daß Punkt B der Relativgeschwindigkeit entspricht, bei welcher die Strömungsform der Förderphase turbulenten Charakter annimmt.seed layer thickness of the restrained phase, which is further selected as possible so that the concentration distribution coefficient is high in the chromatographic system used, e.g. B. in the case of gas chromatography of the order of 1000 and in the case of liquid chromatography of the order of 100. The invention then provides that the chromatographic separation is carried out under the conditions which coincide with the leg of the curve to the right of B instead in the known manner in the area of the curve section a. It turns out that point B corresponds to the relative speed at which the flow form of the delivery phase assumes a turbulent character.

In typischen Beispielen beträgt die Relativgeschwindigkeit bei a, d. h. in der Umgebung des ersten Kurvenminimums, etwa 5 cm/sec bei Verwendung eines Gases als Förderphase, und deshalb werden auch Gaschromatögramme bei Geschwindigkeiten dieser Größenordnung durchgeführt. Die Geschwindigkeit im Gebiet b, das den bevorzugt ver-■ wendeten erfindungsgemäßen Bedingungen entspricht, hängt sehr stark von der Art des Trennrohres (und in gewisser Hinsicht auch vom Gas) ab. Bei Verwendung eines leeren, glattwandigen Rohres von 10 mm Durchmesser ist die Geschwindigkeit von der Größenordnung von 2000 cm/sec. Verwendet man einen 1 - mm - Kapillardurchmesser, wird die Geschwindigkeit von der Größenordnung von 100000 cm/sec. In beiden Fällen nähert sich bei gründlicher Turbulenz die Bodenhöhe größenmäßig dem Rohrdurchmesser, vorausgesetzt, daß der Widerstand gegen den StofEaustausch in der zurückhaltenden Phase genügend gering ist.In typical examples, the relative speed at a, ie in the vicinity of the first curve minimum, is about 5 cm / sec when a gas is used as the delivery phase, and gas chromatograms are therefore also carried out at speeds of this order of magnitude. The speed in area b, which corresponds to the preferred conditions according to the invention, depends very strongly on the type of separating tube (and in certain respects also on the gas). If an empty, smooth-walled pipe with a diameter of 10 mm is used, the speed is of the order of magnitude of 2000 cm / sec. If a 1 mm capillary diameter is used, the speed is of the order of 100,000 cm / sec. In both cases, with thorough turbulence, the height of the floor approaches the size of the pipe diameter, provided that the resistance to the exchange of substances in the restrained phase is sufficiently low.

Bei Verwendung flüssiger Förderphasen gelten völlig andere Geschwindigkeitswerte, die sehr stark von der Viskosität der Flüssigkeit abhängen.When using liquid delivery phases, completely different speed values apply, which are very strong depend on the viscosity of the liquid.

In gefüllten Säulen ist die Geschwindigkeit bei a im allgemeinen von der gleichen Größenordnung wie für leere Trennrohre; bei b gelten jedoch erhebliche Unterschiede, die weitgehend von der Art der Füllung abhängen.In filled columns the velocity at a is generally of the same order of magnitude as for empty separation tubes; for b , however, there are considerable differences, which largely depend on the type of filling.

") Im Falle von offenen (d. h. ungefüllten) Trennrohren läßt sich die erforderliche Geschwindigkeit zur Erzielung der geringen Bodenhöhe bei b unter Umständen durch in entsprechenden Abständen angebrachte Versperrungen im Durchflußweg der Entwicklerphase veringern. Und zwar werden die Versperrungen höchstens so weit auseinander angebracht, daß die Turbulenz erregende Wirkung der Versperrungen wenigstens annähernd von einer Versperrung bis zur nächsten anhält. Verstrebungen, z. B. aus Draht, können zu diesem Zweck im Rohr vorgesehen werden. Die Versperrungen können auch an längsgerichteten Drähten, Stäben oder Fäden im Rohrinneren angebracht sein, z.B. wie die Stacheln von Stacheldraht. Die Versperrungen können auch in der Form von quer gespannten Drahtgeweben ähnlicher Art wie in manchen bekannten Destillationssäulen vorliegen. ") In the case of open (i.e. unfilled) separating tubes, the speed required to achieve the low floor height at b can be reduced under certain circumstances by appropriately spaced barriers in the flow path of the developer phase The turbulence-causing effect of the barriers lasts at least approximately from one barrier to the next. Struts, e.g. made of wire, can be provided in the pipe for this purpose. The barriers can also be attached to longitudinal wires, rods or threads inside the pipe, e.g. like the spikes of barbed wire. The obstructions can also be in the form of transversely stretched wire gauzes of a type similar to that in some known distillation columns.

Die Rohrwände können zur Erregung von Turbulenz auch mit Profilierungen, insbesondere quer zur Strömungsrichtung, versehen sein.The pipe walls can also be profiled to excite turbulence, in particular transversely to the Direction of flow, be provided.

Die obengenannten Maßnahmen erhöhen gleichzeitig die für die zurückhaltende Phase zur Verfügung stehende Oberfläche.The above measures increase at the same time the amount available for the reluctant phase standing surface.

Schwingungen, insbesondere Ultraschallschwingungen oder aber auch mechanische Schwingungen, lassen sich auch zur Erergung der Turbulenz bei geringerer Strömungsgeschwindigkeit verwenden, wenn beispielsweise eine sehr hohe Geschwindigkeit Schwierigkeiten bereitet, z. B., wenn in einem gegebenen System die Austauschkinetik Beschränkungen auferlegt. Solche Schwingungen wirken sich auch in anderer Hinsicht vorteilhaft aus.Vibrations, in particular ultrasonic vibrations or also mechanical vibrations, can also be used to generate turbulence at lower flow speeds, if, for example, a very high speed is difficult, e.g. B. if in a given System that imposes exchange rate restrictions. Such vibrations also affect advantageous in other respects.

Teil b der Kurve sinkt nicht unaufhörlich, sondern steigt letzten Endes wieder an, nämlich dann, wenn der Beitrag des Stoffübertragungswiderstandes in der zurückhaltenden Phase zur Bodenhöhe den Beitrag der Förderphase zur Bodenhöhe zu übersteigen anfängt. Da jede Strömungsgeschwindigkeitszunahme mit (zum Teil erheblichen) Druckzunahmen gepaart geht, ist es meistens unwirtschaftlich, die Strömungsgeschwindigkeit über diesen Punkt hinaus zu erhöhen. Part b of the curve does not decrease continuously, but increases again in the end, namely when the contribution of the mass transfer resistance in the restrained phase to the ground level begins to exceed the contribution of the conveying phase to the ground level. Since every increase in flow velocity is paired with (sometimes considerable) increases in pressure, it is usually uneconomical to increase the flow velocity beyond this point.

Die einzelnen Beiträge zur Bodenhöhe lassen sich getrennt messen. Der Beitrag der Förderphase allein (einschließlich Strömungsprofileffekte) läßt sich in bekannter Weise messen, wenn die verzögernde Wirkung der zurückhaltenden Phase entfällt. Auch die gesamte theoretische Bodenhöhe läßt sich in bekannter Weise feststellen, und die Differenz zwischen beiden entspricht dann dem Beitrag der zurückhaltenden Phase.The individual contributions to the floor height can be measured separately. The contribution of the funding phase alone (including airfoil effects) can be measured in a known manner if the retarding effect the restrained phase is omitted. The total theoretical floor height can also be known in Wisely determine, and the difference between the two then equals the contribution of the reluctant Phase.

Um den Beitrag der zurückhaltenden Phase so gering wie möglich zu halten, verwendet man vorzugsweise eine zurückhaltende Phase, in welcher der Stoff austausch auf die. unmittelbare Umgebung der Oberfläche beschränkt bleibt. Diese Bedingung wird beispielsweise von vielen festen Adsorptionsmitteln (insbesondere nichtporösen Adsorptionsmitteln wie Metallen, Glas oder auch porösen Stoffen im wesentlichen ohne blinde Poren, z. B. einigen Aktivkohlenarten, Aluminiumoxyd, Silikagel, molekularen Sieben und selbst organischen Polymeren, z.B. Netzpolymeren von Styrol, Divinylbenzol und deren Derivaten bzw. Kopolymeren) erfüllt; das gleiche gilt für dünne Flüssigkeitsschichten und dünne Ionaustauscherschichten. Die Schichtdicke soll nach Möglichkeit 10~3 cm, vorzugsweise 10~4 cm, nicht überschreiten. Im Falle von Ionaustauschern werden monomolekulare Ionaustauscherschichten bevorzugt. Ionenaustauscherschichten lassen sich auch auf einen Träger auftragen (z. B. durch Polymerisation von Divinylbenzol-Styrol in Form dünner Schichten auf dem Trägermaterial und nachträglicher Sulfonierung). Es ist ferner möglich, die Oberfläche von Kunststoffkapillaren oder Pulvern, z. B. aus Polyäthylen oder Polyvinylchlorid, zu sulfonieren.In order to keep the contribution of the restrained phase as low as possible, one preferably uses a restrained phase in which the substance exchange on the. the immediate vicinity of the surface remains limited. This condition is met, for example, by many solid adsorbents (in particular non-porous adsorbents such as metals, glass or porous materials essentially without blind pores, e.g. some types of activated carbon, aluminum oxide, silica gel, molecular sieves and even organic polymers, e.g. network polymers of styrene, divinylbenzene and their derivatives or copolymers); the same applies to thin liquid layers and thin ion exchange layers. If possible, the layer thickness should not exceed 10 ~ 3 cm, preferably 10 ~ 4 cm. In the case of ion exchangers, monomolecular ion exchange layers are preferred. Ion exchange layers can also be applied to a carrier (e.g. by polymerizing divinylbenzene-styrene in the form of thin layers on the carrier material and subsequent sulfonation). It is also possible to use the surface of plastic capillaries or powders, e.g. B. made of polyethylene or polyvinyl chloride to sulfonate.

Das Obengenannte gilt sowohl für ungefüllte Rohre als auch für gefüllte Rohre. Für beide Fälle gilt ferner, daß die Turbulenz der Förderphase sich möglichst über die gesamte Säulenbreite erstrecken soll. Dadurch wird nicht nur die gründliche Berührung sämtlicher Teile der Förderphase mit der gesamten zurückhaltenden Phase in kürzester Zeit versichert, sondern ergibt sich auch ein abgeflachtes Strömungsprofil der Förderphase infolge gründlicher radialer Vermischung. Vorzugsweise soll eine vollständige radiale Vermischung, d. h. quer zur Netto-Strömungsrichtung, wiederholt in Abständen stattfinden, die größenordnungsmäßig den Rohrdurchmesser nicht überschreiten. Dies läßt sich beispielsweise durch gründliche Turbulenz allein erreichen, doch ist die Anwendung der obenerwähnten SchwingungenThe above applies to both unfilled pipes and filled pipes. In both cases, the following also applies: that the turbulence of the funding phase should extend as possible over the entire width of the column. This not only ensures that all parts of the funding phase come into close contact with the whole restrained phase insured in the shortest possible time, but also results in a flattened flow profile of the conveying phase as a result of thorough radial Mixing. Preferably, there should be complete radial mixing, i. H. across the net flow direction, take place repeatedly at intervals that are on the order of the pipe diameter do not exceed. This can be achieved, for example, by thorough turbulence alone, but is the application of the vibrations mentioned above

209 549/476209 549/476

ein weiteres Hilfsmittel und ist auch die Anwendung mechanischer Hilfsmittel möglich, beispielsweise der bereits erwähnten Versperrungen oder anderer, von denen beispielsweise weiter unten noch in anderem Zusammenhang die Rede sein wird. sa further aid and the use of mechanical aids is also possible, for example the already mentioned barriers or others, of which, for example, below in other things Context will be discussed. s

Wegen der verfahrensmäßig bedingten höheren Geschwindigkeiten wird es nun auch praktisch möglich, die chromatographischen Trennungen in Rohrleitungen, insbesondere Fernleitungen, durchzuführen, die erfindungsgemäß besonders als chromatographische Trennvorrichtungen eingerichtet werden. Damit findet die chromatographische Trennung, z. B. Reinigung des Materials, gleichzeitig mit der Förderung des Materials von einem Ort zum anderen statt. Wie bereits gesagt, nähert sich im ungefüllten Trennrohr, dessen Wand als stationäre Phase verwendet wird bzw. diese trägt, die theoretische Bodenhöhe dem Rohrdurchmesser. Daraus ergibt sich, daß eine Rohrleitung, z. B. 30 cm im Durchmesser und mehrere Kilometer lang, einer erheblichen Anzahl theo^- retischer Böden entspricht und schwierige Trennungen an großen Materialvolumen in kurzer Zeit ermöglicht. Die Entwicklung des Chromatogramms durch Elution läßt sich beispielsweise semi-kontinuierlich durch Einführung des zu trennenden Materials in die Leitung in kurz aufeinanderfolgenden Zugabestößen durchführen. Damit läßt sich im Vergleich zur vollkontinuierlichen Arbeitsweise ein bis zu 85prozentiger Wirkungsgrad erreichen. Die verhältnismäßig geringe chromatographische Kapazität von Rohrleitungen, in denen nur die Innenfläche für den Materialaustausch zur Verfügung steht, ist dann nicht unbedingt ein Nachteil, wenn eine wertvolle Substanz in geringer Konzentration vorliegt und anzureichern oder abzutrennen ist, oder wenn man eine geringfügige Verunreinigung aus dem Material entfernen möchte. Solche Aufgaben kommen häufig vor. Auch läßt sich in an sich bekannter Weise die Rohrwandung zur Vergrößerung der spezifischen Oberfläche behandeln bzw. beschichten. Einbauten bzw. grobkörnige Rohrfüllungen zur Erhöhung der Austauschkapazität sind auch möglich.Because of the process-related higher speeds, it is now also practically possible perform the chromatographic separations in pipelines, especially long-distance lines, which according to the invention are particularly set up as chromatographic separation devices. Thus, the chromatographic separation, z. B. Cleaning of the material, simultaneously with the promotion of the material from one place to another. As already said, in the unfilled separating tube, whose wall is used as the stationary phase or carries it, the theoretical floor height the pipe diameter. It follows that a pipeline, e.g. B. 30 cm in diameter and several Kilometers long, corresponds to a considerable number of theoretical soils, and difficult separations allows large volumes of material in a short time. The evolution of the chromatogram by elution, for example, it can be carried out semi-continuously by introducing the material to be separated in the pipe in short bursts of addition. This can be compared achieve an efficiency of up to 85 percent for fully continuous operation. The proportionate low chromatographic capacity of pipelines in which only the inner surface for the Material exchange is available then, if a valuable one, is not necessarily a disadvantage Substance is present in low concentration and is to be enriched or separated, or if one wants to remove a minor contamination from the material. Such tasks come up frequently before. The pipe wall can also be used in a manner known per se to increase the specific Treat or coat the surface. Internals or coarse-grained pipe fillings to increase the Exchange capacities are also possible.

Die Anreicherung bzw. die Isolation wertvoller Bestandteile in geringer Konzentration ist in Rohrleitungen beispielsweise durch Frontalanalyse möglich und wird dann besonders wirtschaftlich interessant, wenn das nach jeder Trennung zum Auswaschen des Rohres verwendete Material ebenfalls eine Substanz ist, die vom einen Ende der Rohrleitung zum anderen gefördert werden soll. Diese Arten der Trennung lassen sich auf die Bestandteile von Stoffen anwenden, die seit eh und je durch Fernleitungen gefördert wurden, z. B. Gas, Dampf, Flüssigkeiten wie natürliche oder synthetische Erdölprodukte, organische Lösungsmittel, Kohledestillate und Pyrolysate, Edelgaskonzentrate, wie beispielsweise aus Erdgas angereichertes Helium, Fraktionen der Luftdestillation usw.The enrichment or isolation of valuable components in low concentration is in pipelines possible through frontal analysis, for example, and then becomes particularly economically interesting, if the material used to wash out the pipe after each separation is also a substance that is to be conveyed from one end of the pipeline to the other. Leave these types of separation apply to the constituents of substances that have always been conveyed through pipelines were e.g. B. gas, steam, liquids such as natural or synthetic petroleum products, organic Solvents, coal distillates and pyrolysates, noble gas concentrates such as those enriched from natural gas Helium, air distillation fractions, etc.

Die Erfindung läßt sich grundsätzlich auch auf die Isotopentrennung anwenden. Wenn Wasserstoffgas in der beschriebenen Weise durch entsprechend vorbereitete Rohrleitungen gefördert wird, ist bis zur Ankunft am anderen Ende eine ganz oder teilweise Trennung in Isotopen möglich. In ähnlicher Weise kann schweres Wasser aus Dampf hergestellt werden. Deuterium-Anreicherungen lassen sich auch bei der Förderung von Kohlenwasserstoffgasen durch Rohrleitungen in der beschriebenen Weise erzielen.The invention can in principle also be applied to isotope separation. When hydrogen gas is in conveyed in the manner described through appropriately prepared pipelines is up to arrival at the other end a complete or partial separation into isotopes is possible. In a similar way heavy water can be made from steam. Deuterium enrichments can also be found in achieve the promotion of hydrocarbon gases through pipelines in the manner described.

Die genannten Trennungen lassen sich selbstverständlich auch im großen oder kleinen Maßstab in eigens dazu bestimmten Vorrichtungen (d. h. ohne den Nebenzweck der Materialförderung von einem Ort zum anderen) durchführen.The mentioned separations can of course also be carried out on a large or small scale in specially designed devices (i.e. without the secondary purpose of conveying material from a Place to other).

Eine ins einzelne gehende Beschreibung der obengenannten Anwendungen erübrigt sich insofern, als die zu verwendenden zurückhaltenden und Förderphasen im wesentlichen aus an sich bekannten chromatographischen Verfahren für die gleichen Trennungen bei niederer Geschwindigkeit, d. h. im laminaren Strömungsbereich, bekannt sind. Die Neuheit liegt in den wesentlich höheren Strömungsgeschwindigkeiten zur Erzielung der typischen turbulenten Strömungsform und der größeren Sorgfalt der Wahl bzw. Vorbereitung der zurückhaltenden Phase, um deren Beitrag zur Bodenhöhe auf ein Minimum zu beschränken.A detailed description of the above-mentioned applications is unnecessary insofar as the restrained and conveying phases to be used essentially consist of chromatographic ones known per se Process for the same separations at low speed, i.e. H. in the laminar Flow area, are known. The novelty lies in the significantly higher flow velocities to achieve the typical turbulent flow form and the greater care of the choice or preparation of the restrained phase in order to minimize its contribution to the ground level restrict.

Auch für die Trennung in Rohrfernleitungen gilt, daß die Entstehung der Turbulenz durch Einbauten u. dgl. in der weiter oben beschriebenen Weise gefördert werden kann, um dadurch beispielsweise mit geringeren Pumpenleistungen auszukommen.It also applies to the separation in pipelines that the turbulence is caused by internals and the like. Can be promoted in the manner described above, thereby for example with get by with lower pump outputs.

In manchen Fällen läßt sich das Rohrmaterial selbst, z. B. das Metall, als stationäre Phase verwenden, gegebenenfalls nach entsprechender Aktivierung. Eine Aluminiumrohroberfläche läßt sich in an sich bekannter Weise zur Herstellung einer aktiven Aluminiumoxydoberfläche oxydieren. Die Rohre können auch in an sich bekannter Weise innen durch die Auftragung einer kolloidalen Kohlenstoffschicht, einer Ionenaustauscher-Harzschicht, Silikagel oder anderer aktiver Stoffe, einschließlich Flüssigkeitsschichten, behandelt werden. In some cases, the pipe material itself, e.g. B. use the metal as the stationary phase, if necessary after activation. An aluminum pipe surface can in itself oxidize in a known manner to produce an active aluminum oxide surface. The pipes can also in a known manner inside by applying a colloidal carbon layer, an ion exchange resin layer, silica gel or other active substances including liquid layers.

Es ist selbst zur Verbesserung der Trennungen bzw. Trennkapazitäten möglich, ganze Rohrfernleitungen mit einer eine stationäre Phase enthaltenden Rohrfüllung auszufüllen.It is even possible to improve the separations or separating capacities, entire pipelines to be filled with a tube filling containing a stationary phase.

Auch hier gilt wiederum, daß gefüllte Rohre zur Durchführung des Verfahrens, ungeachtet ihrer Größe, keine weitere Beschreibung erfordern, da im wesentlichen das gleiche wie für herkömmliche Trennsäulen gilt, abgesehen davon, daß es unter Umständen notwendig ist, die Wandstärke für erhöhte Betriebsdrücke zu erhöhen, um dadurch die hohen Strömungsgeschwindigkeiten zu ermöglichen.Here, too, it is again true that filled pipes for carrying out the method, regardless of their Size, do not require further description as essentially the same as for conventional ones Separating columns applies, apart from the fact that it may be necessary, the wall thickness for increased To increase operating pressures in order to enable the high flow velocities.

In diesem Zusammenhang hat es sich ferner gezeigt, daß die besten Gesamtergebnisse mit Füllmaterial erreicht werden, dessen Korngröße mindestens 0,5 mm, vorzugsweise mindestens 1 mm, Durchmesser beträgt.In this context it has also been found that the best overall results are achieved with filler material can be achieved whose grain size is at least 0.5 mm, preferably at least 1 mm, diameter amounts to.

F i g. 2, 3 und 4 zeigen Varianten des Verfahrens zur Erzielung hoher Strömungsgeschwindigkeiten in gefüllten Säulen bei geringerem Druck. Dies wird dadurch erreicht, daß die zurückhaltende Phase in einer Säulenfüllung aus körnigem Material vorliegt, das infolge der hohen Geschwindigkeit der Förderphase in turbulenter Strömung ein größeres scheinbares Volumen als das Schüttvolumen des körnigen Materials in loser Schüttung einnimmt.F i g. 2, 3 and 4 show variants of the method to achieve high flow velocities in filled columns at lower pressure. this will achieved in that the retaining phase is present in a column filling made of granular material, which is a larger apparent due to the high speed of the delivery phase in turbulent flow Volume as the bulk volume of the granular material occupies in bulk.

In Fig. 2 besitzt eine Säulei einen Einlaßstutzen 2 und einen Auslaßstutzen 3, die jeweils vom Säuleninnern mittels Trennwänden 4 und 5 getrennt sind. Letztere sind für die Förderphase durchlässig, jedoch undurchlässig für körniges Füllmaterial 6. In loser Schüttung füllt das Füllmaterial 6 die Säule bis zur Höhe 7. Vor der eigentlichen Trennung wird die Förderphase bei 2 mit einer mittels Ventil 8 einge-In FIG. 2, a column has an inlet port 2 and an outlet port 3 which are separated from the interior of the column by means of partitions 4 and 5, respectively. The latter are permeable for the funding phase, but impermeable for granular filling material 6. In loose Filling, the filling material 6 fills the column up to the level 7. Before the actual separation, the Funding phase at 2 with a valve 8 set

stellten genügend hohen Strömungsgeschwindigkeit eingeführt, um das körnige Material völlig in den Wirbelschichtzustand überzuführen, ohne daß das Material von der Förderphase fortgeschleppt wird. Im Wirbelschichtzustand, d. h. dem Zustand, in welchem sich das Füllmaterial 6 in einem gründlich aufgewirbelten Zustand befindet, steigt die Füllung bis zur Höhe 9. Danach wird die Strömungsgeschwindigkeit der Förderphase so weit verringert, daß die Turbulenz der Füllmaterialkörner aufhört und wobei eine gewisse Schrumpfung des Füllmaterialvolumens, z. B. bis zur Höhe 10, stattfindet. In diesem Zustand besitzt die Säulenfüllung die folgenden wichtigen' Eigenschaften: Es besitzt eine geringere scheinbare Dichte und größere Porosität als die Füllung in der losen Schüttung, dem Zustand, den die Säulenfüllung bei völligem Aufhören der Strömung der Förderphase einnehmen würde. Somit ergibt sich für einen gegebenen Druckabfall durch die Säule 1 eine höhere Strömungsgeschwindigkeit der Förderphase als der entsprechenden Strömungsgeschwindigkeit beim gleichen Druckabfall durch die Säule 1 vor der soeben beschriebenen vollständigen Aufwirbelung. Ferner besitzt die Säulenfüllung frei fließende Eigenschaften (Rieselfähigkeit), fast im gleichen Maße wie die Wirbelschicht. Dahingegen entfällt die Turbulenz der Teilchen, die im Falle der Chromatographie eine Bandverbreiterung verursacht hätte. Gleichzeitig werden die Verfahrensbedingungen so eingestellt, daß in der Förderphase die turbulente Strömungsform herrscht, wobei die Förderphase ungehindert in sämtliche Richtungen der hochporösen Säulenfüllung strömen kann. Die zu trennende Substanz wird bei lla eingeführt. Die Fraktionen werden eine nach der anderen mit dem Eluat bei 3 aufgefangen.introduced sufficiently high flow velocity to completely absorb the granular material Transferring the fluidized bed state without the material being dragged away from the production phase. In the fluidized bed state, i.e. H. the state in which when the filling material 6 is in a thoroughly fluidized state, the filling rises up to level 9. Then the flow rate of the delivery phase is reduced so far that the Turbulence of the filler material grains ceases and with a certain shrinkage of the filler material volume, z. B. up to level 10 takes place. In this state, the column filling has the following important ' Properties: It has a lower apparent density and greater porosity than the filling in the loose bed, the condition that the column filling when the flow of the conveying phase ceases completely would take. Thus, for a given pressure drop through column 1, there is a higher one Flow rate of the delivery phase than the corresponding flow rate at the same pressure drop through the column 1 before the just complete whirling described. The column filling also has free-flowing properties (Pourability), almost to the same extent as the fluidized bed. On the other hand, there is no turbulence of the particles that would have caused band broadening in the case of chromatography. Simultaneously the process conditions are set so that the turbulent flow form in the delivery phase prevails, with the funding phase unhindered in all directions of the highly porous column filling can flow. The substance to be separated is introduced at lla. The factions will be one after the other is caught with the eluate at 3.

Grundsätzlich kann die Förderphase auch in diesem Beispiel flüssig sein, wobei es sich bei der Säulenfüllung entweder um völlig festes Material oder um feste Teilchen mit einer Flüssigkeits- oder Gelschicht handelt oder um Perlen aus gelförmigem Material, z. B. harzartigen oder gummiartigen Polymeren, die beispielsweise Ionaustauschereigenschaften besitzen.In principle, the delivery phase can also be liquid in this example, with the column filling either completely solid material or solid particles with a layer of liquid or gel or beads of gel-like material, e.g. B. resinous or rubbery polymers, which have ion exchange properties, for example.

Bei Verwendung flüssiger Förderphasen wird vorzugsweise eine Trennwand 4 mit einem Minimum an Strömungswiderstand, z. B. ein Drahtnetz, verwendet. Bei der Verwendung von Gas als Förderphase erweist sich ein gewisser Druckabfall durch die Trennwand 4 als Vorteil. Man verwendet dann beispielsweise ein dichtgewebtes Kunstfaserfiltertuch auf einer starren netzförmigen oder durchlöcherten Unterlage. Poröse keramische oder Sinterglasfritten lassen sich auch verwenden. Auch Metallplatten mit feinen Durchbohrungen eignen sich zuweilen. Filz ist im allgemeinen weniger geeignet. Die beste Unterlage für eine bestimmte Säulenfüllung läßt sich verhältnismäßig leicht empirisch bestimmen.When using liquid delivery phases, a partition 4 is preferably provided with a minimum Flow resistance, e.g. B. a wire mesh is used. When using gas as the production phase A certain pressure drop through the partition 4 proves to be an advantage. One then uses, for example a tightly woven synthetic fiber filter cloth on a rigid, reticulated or perforated surface. Porous ceramic or sintered glass frits can also be used. Also metal plates with fine perforations are sometimes suitable. Felt is generally less suitable. The best pad it is relatively easy to determine empirically for a given column filling.

'. Das Füllmaterial 6 besteht vorzugsweise aus abgerundeten, z. B. annähernd kugelförmigen Teilchen, die möglichst frei von radialen Verzweigungen u. dgl. sein sollen, die leicht ein Verhaken der einzelnen Körner verursachen. Jede Neigung zur Klumpenbildung ist ein Nachteil und sollte vermieden werden. Die geeignetste Korngröße hängt unter anderem von der Art, z. B. Form und Dichte der Pulverteilchen, ab und beträgt z. B. zwischen 2 und 0,03 mm lichte Maschenweite. Die gröbere Körnung gilt für Pulver geringer Dichte. Die Teilchen können beispielsweise aus Silikagel, Aluminiumoxyd, Magnesiumsilikat, den verschiedensten Metallen, Glas, Aktivkohle, verschiedensten organischen und anorganischen festen Adsorptionsmitteln, natürlichen und synthetischen Polymeren, festen und gelförmigen Ionaustauschern und anderen Stoffen bestehen. '. The filling material 6 is preferably made of rounded, z. B. approximately spherical particles which should be as free as possible from radial branches and the like, which easily cause the individual grains to get caught. Any tendency to clump is a disadvantage and should be avoided. The most suitable grain size depends, among other things, on the species, e.g. B. shape and density of the powder particles, from and is z. B. between 2 and 0.03 mm clear mesh size. The coarser grain size applies to low-density powders. The particles can consist, for example, of silica gel, aluminum oxide, magnesium silicate, a wide variety of metals, glass, activated carbon, a wide variety of organic and inorganic solid adsorbents, natural and synthetic polymers, solid and gel-like ion exchangers and other substances.

Die Berechnung bzw. Schätzung der günstigsten Korngrößen für ein bestimmtes System ist in bekannter Weise möglich. Angenommen, daß beispielsweise ein Gas mit der Dichte und Viskosität von Luft unter Normalbedingungen zur Anwendung als Förderphase kommen soll und daß die zurückhaltende Phase die Dichte von Silikagel oder Glasperlen besitzt und aus annähernd kugelförmigen Teilchen im wesentlichen gleicher Korngröße besteht (was unter allen Umständen günstig ist), so liegt die Minimum empfehlenswerte Korngröße ungefähr bei 0,5 mm, da bei solcher Korngröße eine lineare Gasgeschwindigkeit von etwa 1 m/sec ohne Aufwirbelung des Pulvers möglich ist. Eine solche Strömungsgeschwindigkeit liegt bereits deutlich im turbulenten Bereich. Günstiger ist ein Pulver mit mindestens 1 mm Korngröße.The calculation or estimation of the most favorable grain sizes for a certain system is known in Way possible. Suppose, for example, that a gas with the density and viscosity of air is below Normal conditions are to come into use as the funding phase and that the restrained phase the Has density of silica gel or glass beads and essentially consists of approximately spherical particles If there is the same grain size (which is favorable under all circumstances), the minimum is recommended Grain size around 0.5 mm, since with such a grain size a linear gas velocity of about 1 m / sec is possible without whirling up the powder. Such a flow rate is already clearly in the turbulent area. A powder with a grain size of at least 1 mm is more favorable.

Unter turbulenten Strömungsbedingungen kann der Druckabfall in der oben beschriebenen, nicht aufgewirbelten, doch aufgelockerten Säule um ein Zwanzigfaches geringer sein als der Druckabfall für die gleiche Strömungsgeschwindigkeit durch eine festgepackte Säule.Under turbulent flow conditions, the pressure drop described above cannot whirled up, but loosened column be twenty times less than the pressure drop for the same flow rate through a tightly packed column.

Wegen der bereits erwähnten hohen Fließ- bzw. Rieselfähigkeit des Füllmaterials 6 eignet sich dieser Zustand auch besonders für die kontinuierliche Förderung des Füllmaterials 6 durch ein Rohr im Gegenstrom mit der Förderphase in der kontinuierlichen Chromatographie.Because of the already mentioned high flowability or pourability of the filler material 6, it is suitable State also especially for the continuous conveyance of the filler material 6 through a tube in the Countercurrent with the delivery phase in continuous chromatography.

Gemäß Fig. 3 wird der an Hand von Fig. 2 beschriebene aufgelockerte Zustand auf die kontinuierliche Chromatographie angewandt. Die eigentliche Trennsäule sei mit 11 bezeichnet und enthält die Säulenfüllung in der soeben beschriebenen Form, die mittels der durch Eingangsstutzen 12 und Säulenträger 13 einströmenden Förderphase aufrechterhalten wird. Das zu trennende Material wird kontinuierlich bei einem Eintrittsstutzen 14 eingeführt. Am unteren Ende der Säule 11 wird das frei fließende, äußerst rieselfähige Füllmaterial 6 kontinuierlich unter Schwerkrafteinwirkung mit einer mittels eines Schiebers 15 einstellbaren Geschwindigkeit entzogen und .fließt im wesentlichen im Zustand der losen Schüttung durch ein Verbindungsrohr 16 in eine Abstreifersäule 17, deren poröser Boden 18 die Abstreifersäule 17 von einer Kammer 19 trennt, aus der das Abstreifmittel, d. h. ein Elutionsmittel, mit ziemlich hoher Geschwindigkeit in die Abstreifersäule 17 eingeführt wird. Die Geschwindigkeit genügt zur Erzeugung eines stark aufgewirbelten, z. B. Staubwolkenzustandes in der Abstreifersäule 17. Somit besitzt das Füllmaterial 6 in Abstreifersäule 17 eine wesentlich geringere scheinbare Dichte als das gleiche Material in der Säule 11, und dadurch wird eine Kreislauf führung des Füllmaterials 6 zustande gebracht, das nun in der Abstreifersäule 17 bis in eine Erweiterung 20 aufsteigt, wo die geringere Strömungsgeschwindigkeit des Abstreifmittels ein Absetzen der Füllmaterialteilchen verursacht. Das sich absetzende Füllmaterial 6 fließt von der Erweiterung 20 unter Schwerkraft durch ein Verbindungsrohr 21 und über ein Prallblech 22 in den oberen Teil der Säule 11. Die Kreislauf geschwindigkeit der zurück-According to FIG. 3, the relaxed state described with reference to FIG. 2 is changed to the continuous one Chromatography applied. The actual separation column is denoted by 11 and contains the Column filling in the form just described, which is maintained by means of the conveying phase flowing in through inlet connection 12 and column support 13 will. The material to be separated is continuously introduced at an inlet connection 14. At the At the bottom of the column 11, the free-flowing, extremely free-flowing filler material 6 becomes continuous withdrawn under the action of gravity at an adjustable speed by means of a slide 15 and .flows essentially in the state of loose bedding through a connecting pipe 16 into a stripping column 17, the porous bottom 18 of which separates the scraper column 17 from a chamber 19 from which the Stripping agent, d. H. an eluent, introduced into the stripper column 17 at a fairly high rate will. The speed is sufficient to generate a strongly whirled, z. B. Dust cloud condition in the stripper column 17. Thus, the filler material 6 in the stripper column 17 has a substantial lower apparent density than the same material in column 11, and thereby becomes a Circuit management of the filler material 6 brought about, which is now in the stripper column 17 to a Extension 20 rises where the lower flow rate of the stripping agent causes settling causing filler particles. The settling filler material 6 flows from the extension 20 under gravity through a connecting pipe 21 and over a baffle plate 22 in the upper part of the Pillar 11. The cycle speed of the reverse

haltenden Phase wird im Verhältnis zur Strömungsgeschwindigkeit der Förderphase in Säule 11 so eingestellt, daß die eine erwünschte Materialfraktion die Säule 11 mit der Förderphase durch einen Ausgangsstutzen 23 verläßt, während eine weitere Fraktion die Säule 11 mit der zurückhaltenden Phase beim Schieber 15 verläßt. Diese zweite Fraktion wird nun in der Abstreifsäule 17 aus der zurückhaltenden Phase herauseluiert und verläßt die Vorrichtung mit dem EIutionsmittel durch einen Stutzen 24. In der Abstreifersäule 17 kann unter Umständen auch eine höhere Temperatur als in Säule 11 eingestellt werden.holding phase is adjusted in relation to the flow rate of the conveying phase in column 11 so that that the one desired material fraction, the column 11 with the delivery phase through an outlet port 23 leaves, while a further fraction the column 11 with the retaining phase at the slide 15 leaves. This second fraction is now eluted out of the restrained phase in the stripping column 17 and leaves the device with the eluent through a port 24. In the stripping column 17 a higher temperature than in column 11 can be set under certain circumstances.

Die Ausgangsstutzen 23 und 24 können gegebenenfalls mit Staubabscheidern, z. B. Zyklonen, versehen sein. Ebenso kann eine Erweiterung 20 der Abstreifersäule 17 die Konstruktionsmerkmale einer Staubabscheidervorrichtung, ζ. Β. eines Zyklons od. dgl., besitzen.The output connection 23 and 24 can optionally with dust collectors, for. B. cyclones provided be. Likewise, an extension 20 of the scraper column 17 can incorporate the design features of a dust separator device, ζ. Β. of a cyclone or the like. Own.

Selbstverständlich kann die Zirkulation der zurückhaltenden Phase auch mechanisch zustande gebracht bzw. gefördert werden. Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß die Schwerkraft ganz oder auch nur teilweise zur Wirkung kommt, obwohl dies in den meisten Fällen zur -Vereinfachung der Vorrichtung beiträgt. ,Of course, the circulation of the restrained phase can also be brought about mechanically or are funded. It is not absolutely necessary that gravity be entirely or even just partially takes effect, although in most cases this simplifies the device contributes. ,

Das Elutionsmittel in der Abstreifersäule 17 kann mit der Förderphase identisch sein. Dann befinden sich unter Umständen die Kammern unterhalb des Säulenträgers 13 und porösen Bodens 18 miteinander in Verbindung. Der poröse Boden.18 ist dann so beschaffen, daß er dem Durchfluß des Elutionsmittels weniger Widerstand bietet als der Säulenträger 13, um somit einen Zustand geringerer Dichte in der Abstreifersäule 17 als in Säule 11 zu gewährleisten.The eluent in the stripping column 17 can be identical to the delivery phase. Then are located Under certain circumstances, the chambers below the column support 13 and the porous base 18 interrelate in connection. The porous bottom. 18 is then such that it allows the eluent to flow through it offers less resistance than the column support 13, thus a state of lower density in the stripper column 17 than to ensure in pillar 11.

Beliebige andere Elutionsmittel zur Rückgewinnung der zurückhaltenden Phase, damit diese in Säule 11 wieder verwendet werden kann, können zur Anwendung kommen. Für manche Zwecke ist es selbst möglich, das zu trennende Ausgangsmaterial als Elutionsmittel zu verwenden, wobei man das Eluat ganz oder teilweise vom Ausgangsstutzen 24 zum Eintrittsstutzen 14 zurückleitet. Diese Ausführung eignet sich besonders zur Reinigung von Stoffen, deren Verunreinigung in geringer Konzentration vorliegt. Ferner ist es möglich, die Abstreifung des zurückgehaltenen Materials von der zurückhaltenden Phase stufenweise und in Fraktionen durchzuführen, wobei man statt der Abstreifersäule 17 mehrere hintereinandergeschaltete Säulen verwendet.Any other eluent to recover the retentive phase so that it is in the column 11 can be used again. For some purposes it is itself possible to use the starting material to be separated as an eluent, with the eluate whole or partially returns from the outlet connection 24 to the inlet connection 14. This version is suitable especially for cleaning materials, the contamination of which is present in low concentration. Further it is possible to gradually strip the retained material from the retaining phase and to be carried out in fractions, instead of the stripping column 17 being several one behind the other Pillars used.

Die Vorrichtung eignet sich besonders für die Gaschromatographie, läßt sich im Prinzip aber auch mit einer flüssigen Förderphase verwenden.The device is particularly suitable for gas chromatography, but in principle can also be used Use with a liquid delivery phase.

Gemäß F i g. 4 sind Säulen 25 und 26 vorgesehen, von denen eine beliebige Anzahl in der gezeigten Weise mittels viel dünnerer Rohre 27 hintereinandergeschaltet sein können, wobei gegebenenfalls Förderpumpen 28 in den Rohren 27 angebracht sind. Jede Säule 25, 26 ist mittels Siebplatten 29 einer Art, die der Entwicklerphase (bei 30 eingeführt) wenig Widerstand bietet, die aber die zurückhaltende Phase nicht hindurchläßt, in eine Anzahl Kammern eingeteilt. Die Höhen der einzelnen Kammern zwischen aufeinanderfolgenden Siebplatten 29 sind von der gleichen Größenordnung und vorzugsweise höchstens so groß wie die optimale Bodenhöhe für dieses Systern, d. h. von der gleichen Größenordnung wie der Säulendurchmesser. Jede Kammer enthält feinkörniges, die zurückhaltende Phase enthaltendes Füllmaterial 6, doch nicht genug, um die Kammer mit dem Material in loser Schüttung ganz zu füllen. Bei der Anwendung dieser Vorrichtung wird die Strömungsgeschwindigkeit der Förderphase so eingestellt, daß das Füllmaterial 6 in den Kammern völlig aufgewirbelt wird. Dadurch findet völlige radiale Mischung nicht nur in der Förderphase, sondern auch in der zurückhaltenden Phase statt. Eine weitere völlige Mischung der Förderphase findet jeweils in den Pumpen 28 statt.According to FIG. 4, pillars 25 and 26 are provided, any number of which are shown in FIG Way can be connected in series by means of much thinner tubes 27, where appropriate feed pumps 28 are mounted in the tubes 27. Each column 25, 26 is by means of sieve plates 29 of a type that the development phase (introduced at 30) offers little resistance, but the restrained phase does not let through, divided into a number of chambers. The heights of the individual chambers between successive sieve plates 29 are of the same order of magnitude and preferably at most as large as the optimal floor height for this system, i.e. H. of the same order of magnitude as that Column diameter. Each chamber contains fine-grained filler material containing the retaining phase 6, but not enough to completely fill the chamber with the material in bulk. at When using this device, the flow rate of the conveying phase is set in such a way that that the filling material 6 is whirled up completely in the chambers. This creates a complete radial mix not only in the funding phase, but also in the reluctant phase. Another utter one Mixing of the delivery phase takes place in the pumps 28 in each case.

Die folgenden Beispiele zeigen einige wenige der großen Anzahl möglicher Anwendungen der Erfindung. The following examples illustrate a few of the large number of possible applications of the invention.

Beispiel 1example 1

Trennung von Palmitin- und StearinsäureSeparation of palmitic and stearic acid

Die Säuren werden durch umgekehrte Phase-Chromatographie getrennt. System: Paraffinöl als zurückhaltende Phase, 7O°/o wäßriges Azeton als Förderphase, Temperatur 35° C. Der Alphawert in diesem Beispiel beträgt 1,7.The acids are separated by reverse phase chromatography. System: paraffin oil as restrained Phase, 70% aqueous acetone as the production phase, temperature 35 ° C. The alpha value in this Example is 1.7.

a) Herkömmliche gefüllte Säule, laminare Strömunga) Conventional filled column, laminar flow

Kieselgur wird als Träger verwendet. Die Säulenlänge beträgt 85 cm, der Durchmesser 8 mm und der Druck 50 cm Lösungsmittelsäule. Analysenzeit: Etwa 3 Stunden.Diatomaceous earth is used as a carrier. The column length is 85 cm, the diameter 8 mm and the Pressure 50 cm solvent column. Analysis time: About 3 hours.

b) Gefüllte Säule, turbulente Strömungb) Filled column, turbulent flow

Glasperlen, 1 mm Durchmesser, mit Dichlordimethylsilan behandelt, dienen als Träger. Der Träger wird mit einer verdünnten Ätherlösung des Paraffinöls imprägniert. Nach Verdunstung des Äthers bleibt eine Ölschicht von etwa 10~4 cm Dicke zurück. Die Säulenlänge beträgt 2,5 m und der Druckabfall 5 atm. Die Trennung findet in etwa 50 Sekunden statt.Glass beads, 1 mm in diameter, treated with dichlorodimethylsilane serve as carriers. The carrier is impregnated with a dilute ethereal solution of paraffin oil. After evaporation of the ether, an oil layer about 10 ~ 4 cm thick remains. The column length is 2.5 m and the pressure drop is 5 atm. The separation takes place in about 50 seconds.

c) Leeres Trennrohr, laminare Strömungc) Empty separation tube, laminar flow

Eine sehr seine Kapillare, Innendurchmesser 0,2 mm, wird verwendet (ein größerer Durchmesser von beispielsweise 2 mm würde die erforderliche Säulenlänge auf das Zehnfache und die Analysendauer auf das Hundertfache erhöhen). Die Säulenlänge beträgt 100 cm, der Druck 30 cm Lösungsmittelsäule und die Trennungszeit 2 Stunden.A very large capillary, inner diameter 0.2 mm, is used (a larger diameter For example, 2 mm would mean ten times the required column length and the analysis time increase by a hundred times). The column length is 100 cm, the pressure 30 cm solvent column and the separation time 2 hours.

d) Leeres Trennrohr, turbulente Strömungd) Empty separation pipe, turbulent flow

Hier wird ein dickeres Trennrohr, beispielsweise 2 mm im Innendurchmesser, bevorzugt, da eine 0,2-mm-Kapillare zwar theoretisch eine Trennung in weniger als 1 Sekunde ermöglichen würde, dafür aber einen Druck von etwa 3000 atm erfordern würde, was für praktische Zwecke zu hoch ist. Die Säulenlänge beträgt 40 m, der Druckabfall 35 atm und die Trenndauer 4 Minuten.Here, a thicker separating tube, for example 2 mm in internal diameter, is preferred because one A 0.2 mm capillary would theoretically allow a separation in less than 1 second, for that but would require a pressure of about 3000 atm, which is too high for practical purposes. the The column length is 40 m, the pressure drop is 35 atm and the separation time is 4 minutes.

. Beispiel 2. Example 2

Trennung von Transbuten-2 und Buten-1
durch Gasflüssigkeitschromatographie
Separation of transbutene-2 and butene-1
by gas-liquid chromatography

Dieses Beispiel zeigt eine Trennung, wie sie auf dem Gebiet der Petrochemie zur Anwendung kommen kann.This example shows a separation as it is used in the field of petrochemicals can.

Das folgende System findet Verwendung: Zurückhaltende Phase: Diisodecyl-phthalat; Förderphase: Stickstoff; 50° C. Alpha für dieses System beträgt etwa 1,3.The following system is used: Reticent phase: Diisodecyl phthalate; Funding phase: Nitrogen; 50 ° C. Alpha for this system is about 1.3.

a) Leeres Trennrohr, laminare Strömunga) Empty separation tube, laminar flow

Rohrdurchmesser 0,2 mmTube diameter 0.2 mm

Trenndauer etwa 10 SekundenSeparation time about 10 seconds

Säulenlänge 10 mColumn length 10 m

Druckabfall etwa 10 atm ; Pressure drop about 10 atm ;

oder ': or ' :

Säulendurchmesser..... 2mmColumn diameter ..... 2mm

Trenndauer etwa 4 MinutenSeparation time about 4 minutes

Säulenlänge 50 mColumn length 50 m

Druck 30 cm Lösungsmittelsäule ■:■'.'■ Pressure 30 cm solvent column ■: ■ '.' ■

b) Leeres Trennrohr, turbulente Strömungb) Empty separation pipe, turbulent flow

Rohrdurchmesser 0,2 mmTube diameter 0.2 mm

Trenndauer weniger als 1 SekundeSeparation time less than 1 second

Säulenlänge 10 mColumn length 10 m

Druckabfall etwa 200 atmPressure drop about 200 atm

Rohrdurchmesser 2 mmPipe diameter 2 mm

Trenndauer etwa 10 SekundenSeparation time about 10 seconds

Säulenlänge 200 mColumn length 200 m

Druckabfall etwa 90 atmPressure drop about 90 atm

c) Vorrichtung gemäß F i g. 4c) device according to FIG. 4th

Korngröße 0,5 mmGrain size 0.5 mm

Gesamtsäulenlänge .... 25 mTotal column length .... 25 m

Durchmesser 10 cmDiameter 10 cm

250 Siebplatten 10 cm auseinander Strömungsgeschwindigkeit 5 m/sec250 sieve plates 10 cm apart, flow speed 5 m / sec

Trenndauer etwa Va MinuteSeparation time about a minute

d) Vorrichtung gemäß F i g. 2d) device according to FIG. 2

Korngröße 1 mmGrain size 1 mm

Säulenlänge 10 m (5 Abschnitte vonColumn length 10 m (5 sections of

je 2 m hintereinandergeschaltet) each 2 m connected in series)

Säulendurchmesser 20 cmColumn diameter 20 cm

Strömungsgeschwindigkeit . 1 m/secFlow velocity. 1 m / sec

Trenndauer etwa 1 MinuteSeparation time about 1 minute

Anmerkung: In c) und d) wird die genaue Strömungsgeschwindigkeit empirisch für jedes Füllmaterial bestimmt, da diese kritisch von geringfügigen Unterschieden in Korngröße und -form abhängt.Note: In c) and d) the exact flow rate becomes empirical for each filler material determined, as this depends critically on slight differences in grain size and shape.

e) Vorrichtung gemäß F i g. 3e) device according to FIG. 3

Korngröße 1 mmGrain size 1 mm

Länge der Säule 11 .... 10 m Der Eintrittsstutzen 14 befindet sich auf halber Höhe,Length of the column 11 .... 10 m The inlet connection 14 is located halfway Height,

Abwärtsbewegung der
Füllung 20 cm/sec
Downward movement of the
Filling 20 cm / sec

Aufwärtsströmungsgeschwindigkeit des
Gases 70 cm/sec
Upward flow velocity of the
Gas 70 cm / sec

(relativ zur Säulenwandung)(relative to the column wall)

Säule wird vibriert,Pillar is vibrating,

Strömungsgeschwindigkeit in der Abstreifersäule 17 etwa 20 m/secFlow speed in the stripping column 17 about 20 m / sec

Durchmesser der Abstreifersäule 17 ist ein Drittel dessen der Säule 11 in diesem Beispiel, und bei dem porösen Boden 18 können Förderdüsen in an sich aus pneumatischen Fördervorrichtungen bekannter Weise angebracht sein.The diameter of the stripper column 17 is one third that of the column 11 in this example, and in the case of the porous bottom 18, conveying nozzles can be used be attached in a manner known per se from pneumatic conveying devices.

Beispiel3Example3

Trennung von Codein und HeroinSeparation of codeine and heroin

Dieses Beispiel ist typisch für Alkaloidtrennungen.This example is typical of alkaloid separations.

Man verwendet das folgende System: Zurückhaltende Phase: Silikagel; Förderphase: Methanol — n-Butanol — Benzol — Wasser 60:15:10:15. Alpha für dieses System beträgt etwa 1,4.The following system is used: Retention phase: silica gel; Funding phase: methanol - n-butanol - benzene - water 60:15: 10:15. Alpha for this system is around 1.4.

a) Gefüllte Säule, laminare Strömung (feine Teilchen)a) Filled column, laminar flow (fine particles)

Trenndauer etwa 25 StundenSeparation time about 25 hours

Säulenlänge 2 mColumn length 2 m

Druck 30 cm FlüssigkeitssäulePressure 30 cm liquid column

b) Gefüllte Säule, turbulente Strömungb) Filled column, turbulent flow

(Füllmaterial 1 mm Korngröße)(Filling material 1 mm grain size)

Trenndauer 2Va MinutenSeparation time 2Va minutes

Säulenlänge 4 mColumn length 4 m

Druckabfall 15 atmPressure drop 15 atm

c) Leeres Trennrohr, laminare Strömungc) Empty separation tube, laminar flow

Trenndauer 8 StundenSeparation time 8 hours

Säulenlänge 4 mColumn length 4 m

Druck 40 cm FlüssigkeitssäulePressure 40 cm liquid column

Säulendurchmesser 0,2 mmColumn diameter 0.2 mm

d) Leeres Trennrohr, turbulente Strömungd) Empty separation pipe, turbulent flow

Trenndauer 8 MinutenSeparation time 8 minutes

Säulenlänge 50 mColumn length 50 m

Druckabfall 40 atmPressure drop 40 atm

Säulendurchmesser 2 mmColumn diameter 2 mm

Beispiel 4
Trennung von Atropin und Morphin
Example 4
Separation of atropine and morphine

Zurückhaltende Phase: Silikagel; Förderphase: Benzol — Azeton — Äther — 10 % wässeriges Ammoniak: 4:6:1: 0,3. Alpha für dieses System beträgt etwa 1,45.Reticent phase: silica gel; Funding phase: benzene - acetone - ether - 10% aqueous ammonia: 4: 6: 1: 0.3. Alpha for this system is approximately 1.45.

a) Gefüllte Säule, laminare Strömung (Feine Füllung, herkömmlicher Art)a) Filled column, laminar flow (fine filling, conventional type)

Trenndauer etwa 15 StundenSeparation time about 15 hours

Säulenlänge 1,5 mColumn length 1.5 m

Druck 30 cm Lösungsmittelsäule Pressure 30 cm solvent column

b) Gefüllte Säule, turbulente Strömung (Füllmaterial 1 mm Korngröße)b) Filled column, turbulent flow (filling material 1 mm grain size)

Trenndauer 2 MinutenSeparation time 2 minutes

Säulenlänge 3 mColumn length 3 m

Druckgefälle 10 atmPressure drop 10 atm

c) Leeres Rohr, laminare Strömungc) Empty pipe, laminar flow

Säulendurchmesser 0,2 mmColumn diameter 0.2 mm

Säulenlänge 4 mColumn length 4 m

Druck 40 cm Lösungsmittelsäule Trenndauer 9 StundenPressure 40 cm solvent column, separation time 9 hours

209 549/476209 549/476

1 5ÖÖ 5551 5ÖÖ 555

17 1817 18

- d) Leeres Rohr, turbulente Strömung Beispiel- 5- d) Empty pipe, turbulent flow Example- 5

Säulendurchmesser 2 mm Trennung von Natrium- und KaliumionenColumn diameter 2 mm separation of sodium and potassium ions

Säulenlänge 40 m Zurückhaltende Phase: Ionenaustauscher; Förder-Druckabfall 35 atm 5 hase. Q1 normal Ha Column length 40 m Restrained phase: ion exchanger; Delivery pressure drop 35 atm 5 has . Q1 normal Ha

Trenndauer etwa 5 Minuten AIpha für dieses System betragt etwa 2,3.Separation time about 5 minutes AIpha for this system is about 2 , 3 .

e) Vorrichtung gemäß Fig. 4 a) Gefüllte Säule, laminare Strömunge) Device according to FIG. 4 a ) Filled column, laminar flow

Die Trennung benötigt (für 99 °/oige Reinheit) etwa Die übliche feinporige Säule von 40 cm Länge,The separation requires (for 99% purity) about the usual fine-pored column of 40 cm length,

100 theoretische Böden. Bei einem Säulendurchmes- io 1 cm Durchmesser wird verwendet; Druck: 30 cm100 theoretical floors. With a column diameter of 1 cm diameter is used; Pressure: 30 cm

ser von 10 cm beträgt die Säulenlänge 10 m und ent- Elutionsmittel.ser of 10 cm, the column length is 10 m and eluent.

hält 100 Siebplatten und genug Silikagel-Perlen, um Trenndauer: 11 Stunden,holds 100 sieve plates and enough silica gel beads, separation time: 11 hours,

jede Kammer zur Hälfte zu füllen. Der Perlendurch- ,. _ . , _, ·,half fill each chamber. The pearl through,. _. , _, ·,

messer ist so gewählt, daß das Material bei einer b) Gelullte Säule, turbulente Strömungknife is chosen so that the material in a b ) Gelullte column, turbulent flow

Strömungsgeschwindigkeit von 2 m/sec vollständig 15 lmm große Teilchen in einer Säule von 1,5 mFlow velocity of 2 m / sec completely 15 lmm particles in a column of 1.5 m

aufgewirbelt wird. Höhe. Das Druckgefälle beträgt 30 atm, die Trenn-is whirled up. Height. The pressure drop is 30 atm, the separation

Die Trennung ist dann in etwa 1 Minute vollendet. dauer etwa 30 Sekunden.The separation is then complete in about 1 minute. takes about 30 seconds.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (17)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Chromatographisches Trennverfahren mit Hilfe eines Trennrohrs, in welchem sich ein zu trennender Stoff im Stoffaustausch zwischen einer zurückhaltenden und einer Förderphase befindet, für das die Funktion der theoretischen Bodenhöhe gegen die Gesamt-Relativgeschwindigkeit zwischen den Phasen ein erstes Minimum der Bodenhöhe im Gebiet der laminaren Strömung der zurückhaltenden Phase aufweist, wonach die Bodenhöhe bis zu einem Maximum bei erheblich höheren Relativgeschwindigkeiten ansteigt, die im wesentlichen den Anfang turbulenter Strömungsbedingungen in der beweglichen Phase entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativgeschwindigkeit zwischen den beiden Phasen über der dem Maximum der Bodenhöhe entsprechenden Geschwindigkeit, doch unterhalb der Geschwindigkeit eingestellt wird, bei welcher der Beitrag zur Bodenhöhe des Massenübertragungswiderstandes in der zurückhaltenden Phase den Beitrag zur Bodenhöhe des Massenübertragungswiderstandes in der Förderphase größenordnungsmäßig überschreitet, und daß die zurückhaltende Phase entweder ganz stationär gehalten oder sich linear im Gegenstrom zur Förderphase bewegend oder so eingestellt wird, daß die zurückhaltende Phase einen aufgewirbelten Zustand einnimmt und daß die Beweglichkeit der Teilchen jeweils auf einen Bruchteil der Gesamtlänge des Trennrohres beschränkt wird, der die Größenordnung des Trennrohrquerschnitts nicht übersteigt.1. Chromatographic separation process with the help of a separation tube, in which a to separating substance is in the exchange of substances between a restrained and a funding phase, for the function of the theoretical ground level against the total relative speed between the phases a first minimum of the floor height in the area of laminar flow the restrained phase, after which the floor level up to a maximum at considerably higher relative velocities, which essentially mark the beginning of turbulent flow conditions corresponds in the moving phase, characterized in that the relative speed between the both phases above the speed corresponding to the maximum of the ground level, yes is set below the speed at which the contribution to the ground level of the mass transfer resistance in the restrained phase the contribution to the ground level of the mass transfer resistance in the delivery phase exceeds the order of magnitude, and that the restrained phase either entirely kept stationary or moving linearly in countercurrent to the conveying phase or so set is that the restrained phase assumes a whirled up state and that the The mobility of the particles is limited to a fraction of the total length of the separating tube which does not exceed the order of magnitude of the cross-section of the separating tube. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch ge-' kennzeichnet, daß die Förderphase im turbulenten Zustand durch ein ungefülltes Trennrohr geleitet wird, deren Innenfläche in an sich bekannter Weise als stationäre Phase bzw. als Träger für die stationäre Phase verwendet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the delivery phase in the turbulent State is passed through an unfilled separating tube, the inner surface of which is known per se Way is used as a stationary phase or as a carrier for the stationary phase. 3. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung gleichzeitig mit dem Transport des zu trennenden Materials durch eine Rohrfernleitung durchgeführt wird. : .3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the separation is carried out simultaneously carried out with the transport of the material to be separated through a pipeline will. :. 4. Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einbauten, Vibration, Schallbestrahlung die Bildung der Turbulenz erleichtert bzw. erhöht wird.4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that by internals, Vibration, sound radiation facilitates or increases the formation of turbulence. 5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in gefüllten Säulen durch Vibration, Schallbestrahlung die Bildung der Turbulenz erleichtert bzw. erhöht wird.5. The method according to claim 1, characterized in that that in filled columns the formation of turbulence is facilitated or increased by vibration and sound radiation. 6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderphase durch entsprechende Einstellung der Turbulenz, Anwendung von Schwingungen oder mechanischer Hilfsmittel wiederholt und in Abständen von höchstens der gleichen Größenordnung wie der Rohrdurchmesser vollständig in Richtung quer zur Strömungsrichtung vermischt wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the funding phase by setting the turbulence accordingly, using vibrations or mechanical aids repeatedly and at intervals of at most the same order of magnitude as the pipe diameter is completely mixed in the direction transverse to the direction of flow will. 7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderphase mit einer zurückhaltenden Phase mit einer Schichtdicke von höchstens 10~'! cm, vorzugsweise 10~4 cm, in chromatographischen Stoffaustausch gebracht wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the delivery phase with a restrained phase with a layer thickness of at most 10 ~ ' ! cm, preferably 10 ~ 4 cm, is brought into chromatographic mass transfer. 8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Förderphase die turbulente Strömungsart überwiegt.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that in the funding phase the turbulent flow prevails. 9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderphase mit einer Strömungsgeschwindigkeit im turbulenten Strömungsbereich durch eine die zurückhaltende Phase enthaltende Rohrfüllung mit einer Korngröße von mindestens 0,5 mm, vorzugsweise 1 mm Durchmesser geleitet wird.9. The method according to any one of claims 1 or 5 to 8, characterized in that the Funding phase with a flow velocity in the turbulent flow range through a die Retaining phase containing pipe filling with a grain size of at least 0.5 mm, preferably 1 mm diameter is passed. 10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in einer die zurückhaltende Phase enthaltenden Pulversäule die Strömungsgeschwindigkeit der Förderphase so eingestellt wird, daß die Pulversäule ein größeres Volumen als das der losen Schüttung einnimmt, ohne wesentliche Bewegung der Pulverteilchen relativ zueinander, insbesondere ohne Wirbelbewegung, und daß das Verhältnis von Strömungsgeschwindigkeit, Teilchengröße, Form und Dichte den Eigenschaften der Förderphase so angeglichen wird, daß in der Förderphase Turbulenz herrscht, und daß vorzugsweise als Säulenfüllung annähernd kugelförmige Teilchen verwendet werden.10. The method according to any one of claims 1 or 5 to 9, characterized in that in a powder column containing the retaining phase, the flow rate of the The delivery phase is adjusted so that the powder column has a larger volume than that of the loose Bulk occupies, without substantial movement of the powder particles relative to one another, in particular without vortex motion, and that the ratio of flow velocity, particle size, Shape and density is adjusted to the properties of the funding phase so that in the Delivery phase turbulence prevails, and that preferably as a column filling approximately spherical Particles are used. 11. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der kontinuierlichen Arbeitsweise die Pulversäule im aufgelokkerten, rieselfähigen Zustand unter Schwerkrafteinwirkung im Gegenstrom zur Förderphase durch Entnahme von Pulver am unteren Ende der Säule allmählich und gleichmäßig abwärts gefördert wird, daß am oberen Ende der Säule so viel Pulver aufgetragen wird, daß die Säulenhöhe im wesentlichen konstant bleibt und daß in an sich bekannter Weise das zu trennende Gemisch kontinuierlich zwischen dem unteren und oberen Ende der Säule eingeführt wird und das Verhältnis der Geschwindigkeiten der beiden Phasen so eingestellt wird, daß eine Fraktion aufwärts und die andere abwärts wandert.11. The method according to claim 1 and 10, characterized in that in the continuous Functioning of the powder column in the loosened, free-flowing state under the action of gravity in countercurrent to the delivery phase by removing powder at the lower end of the column gradually and evenly downwards is promoted that so much powder is applied at the top of the column that the column height remains essentially constant and that the mixture to be separated in a manner known per se is continuously introduced between the bottom and top of the column and the Ratio of the speeds of the two phases is set so that a fraction upwards and the other downwards. 12. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß das entnommene Pulver in einem zweiten Rohr eluiert und gleichzeitig vom Elutionsmittel mindestens bis zur Höhe des oberen Endes der ersten Säule aufwärts gefördert wird, von wo das Pulver wieder zur ersten Säule rückgeführt wird.12. The method according to claim 1 and 11, characterized characterized in that the removed powder elutes in a second tube and simultaneously from the eluent up to at least the top of the first column is conveyed, from where the powder is returned to the first column. 13. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Säule und das zweite Rohr mittels des Pulvers im Schüttzustand gegeneinander abgedichtet werden.13. The method according to claim 1 and 12, characterized in that the first column and the second tube can be sealed against one another by means of the powder in the poured state. 14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rohrfernleitung zwischen zwei geographisch verschiedenen Orten als chromatographische Trennsäule ausgebildet ist.14. Device for performing the method according to claim 1 and 3, characterized in that that a pipeline between two geographically different locations called chromatographic Separation column is formed. 15. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens gemäß den Ansprüchen 1 und 4 mit einer15. Device for performing the method according to claims 1 and 4 with a . als Trennsäule eingerichteten Rohrleitung, dadurch gekennzeichnet, daß,, turbulenzerregende Einbauten vorgesehen sind.. pipeline set up as a separation column, thereby characterized in that ,, turbulence-inducing internals are provided. 16. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 mit einem senkrechten Trennrohr mit für die Förderphase durchlässigen und für die zurückhaltende Phase undurchlässigen waagerechten Zwischenwänden, wobei die Rohrabschnitte zwischen den Zwischenwän-16. Apparatus for performing the method according to claim 1 with a vertical Separating tube with permeable for the delivery phase and impermeable for the restrained phase horizontal partition walls, with the pipe sections between the partition walls den nur teilweise mit Säulenfüllmaterial gefüllt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrabschnitte des Trennrohres (25, 26) zwischen den Zwischenwänden (29) jeweils als Wirbelkammern, deren Höhe die Größenordnung des Rohrdurchmessers nicht überschreitet, ausgebildet sind, das Säulenfüllmaterial verwirbelbar ist und im unverwirbelten losen Schüttzustand nur teilweise die Kammern füllt und daß die Einlaßöffnung am unteren Ende und die Auslaßöffnung am oberen Ende der Säule angebracht ist.which are only partially filled with column filling material, characterized in that the pipe sections of the separating tube (25, 26) between the partition walls (29) in each case as vortex chambers, the height of which does not exceed the order of magnitude of the pipe diameter are, the column filling material can be swirled and only in the non-swirled loose bulk state partially fills the chambers and that the inlet opening at the lower end and the outlet opening attached to the top of the column. 17. Vorrichtung zur kontinuierlichen Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 und 11 mit zwei Säulen, zwei Entnahmestellen für Fraktionen und je einem separaten Einlaßstutzen für die Förderphase und die zu trennende Substanz in die erste Säule, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Säule (11) zur Aufrechterhaltung eines aufgelockerten Pulverzustandes und zur kontinuierlichen Schwerkraftförderung der Saulenfüllung unten eine für die Förderphase durchlässige und für die zurückhaltende Phase undurchlässige Zwischenwand (13), wie eine Siebplatte od. dgl., zum Einblasen der Förderphase und unmittelbar darüber ein Ablaufrohx (16) für das die eine Fraktion enthaltende Säulenfüllmaterial besitzt, ferner weiter oben den Einlaßstutzen (14) für das zu trennende Material und am oberen Ende der Säule einen Auslaßstutzen (23) für die zweite Fraktion sowie eine Leitung (21) zur Zurückführung von Füllmaterial aus dem oberen Ende der zweiten Säule (17) in das obere Ende der ersten Säule (11) aufweist, und daß die zweite Säule (17) unten eine Einrichtung mit einer weiteren Zwischenwand (18) und einer Kammer (19) zur pneumatischen bzw. hydraulischen Förderung des Säulenmaterials mittels eines Elutionsmittels in den oberen Teil (2) der Säule (17) besitzt, der eine Einrichtung zur Entmischung des Füllmittels aus dem mit der ersten Fraktion beladenen Elutionsmittels und einen weiteren Auslaßstutzen (24) aufweist.17. Apparatus for continuously carrying out the method according to claim 1 and 11 with two columns, two extraction points for fractions and each with a separate inlet connection for the funding phase and the substance to be separated in the first column, characterized in that that the first column (11) to maintain a loosened powder state and for continuous gravity conveying of the column filling below a permeable for the conveying phase and an intermediate wall (13) impermeable to the retaining phase, such as a sieve plate Od. Like. To blow in the delivery phase and immediately above a drain pipe (16) for which has the column packing material containing a fraction, further above the inlet port (14) for the material to be separated and an outlet nozzle at the top of the column (23) for the second fraction and a line (21) for returning filler material the upper end of the second column (17) into the upper end of the first column (11), and that the second column (17) below a device with a further partition (18) and one Chamber (19) for the pneumatic or hydraulic conveyance of the column material by means of an eluent in the upper part (2) of the column (17), which has a device for demixing of the filler from the eluent loaded with the first fraction and one has further outlet nozzle (24).
DE19661598555 1965-05-11 1966-05-10 Chromatographic separation process and devices for implementing the process Expired DE1598555C (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ZA652502 1965-05-11
ZA6502502 1965-05-11
DEH0059351 1966-05-10

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1598555A1 DE1598555A1 (en) 1972-03-02
DE1598555B2 true DE1598555B2 (en) 1972-11-30
DE1598555C DE1598555C (en) 1973-06-20

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0122733A3 (en) * 1983-03-17 1986-11-26 Koken Co. Ltd. Chromatographic method and system therefor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0122733A3 (en) * 1983-03-17 1986-11-26 Koken Co. Ltd. Chromatographic method and system therefor

Also Published As

Publication number Publication date
GB1148662A (en) 1969-04-16
GB1148661A (en) 1969-04-16
US3493497A (en) 1970-02-03
DE1598555A1 (en) 1972-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2601459C2 (en) Process for performing chromatographic separation processes in a cylindrical chromatography column without a tray
AT394454B (en) CHROMATOGRAPHIC METHOD FOR SEPARATING ONE OR SEVERAL CONNECTIONS IN SOLUTION, AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THE METHOD
DE2546406C2 (en) Process for the continuous separation of mixtures which consist of two or more of the compounds p-xylene, m-xylene, o-xylene and ethylbenzene by displacement chromatography
DE1598049B2 (en) METHOD AND DEVICE FOR TECHNICAL PERFORMANCE OF COLUMN CHROMATOGRAPHY
EP0248429B1 (en) Method of extracting organic compounds from water
DE2336971A1 (en) FLOW DISTRIBUTION DEVICE
DE69106305T2 (en) Continuous chromatographic separation of zirconium isotopes by anion exchange.
DE2742904C2 (en) Device for pneumatic mixing of bulk material
DE69121280T2 (en) Chromatographic separation of zirconium isotopes
DE69505350T2 (en) COLUMN ARRANGEMENT
DE1598555C (en) Chromatographic separation process and devices for implementing the process
DE1673009A1 (en) Improvements in Chromatography
DE3334902A1 (en) METHOD FOR PACKING A COLUMN WITH A SMALL INTERNAL DIAMETER AND COLUMN PACKED ACCORDING TO THIS METHOD
DE1598555B2 (en) CHROMATOGRAPHIC SEPARATION PROCESS AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE PROCESS
DE1258631B (en) Separating column for performing gas chromatographic analyzes
DE1436294C3 (en) Filter device
CH507724A (en) Porous synthetic resin structure
DE2027789C3 (en) Use of a device for eluting liquid substances from an adsorbent for adsorption separation
DE3323806A1 (en) DEVICE FOR CONTACTING PARTICLE-SHAPED MATERIALS WITH A PROCESS FLOWING AGENT
DE2046220C3 (en) Process for the separation of a polydisperse particle dispersion
DE1025386B (en) Process for the continuous separation of dissolved substances of various degrees of dissociation
DE1517944C (en) Contact separation device and method
AT505236B1 (en) DEVICE FOR DISTRIBUTING LIQUID MEDIA IN COLUMNS
DE2601459C3 (en)
CH400095A (en) Method and device for carrying out mass transfer and / or energy transfer and / or reactions

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
8339 Ceased/non-payment of the annual fee