180970. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ketóz és aldóz elegyének szétválasztására szelktív adszorbcióval
11 180970 12 találmány szerinti eljárásban felhasználásra nem alkalmasak. így például a funkciós helyeken ammóniumkationokat tartalmazó Y zeolit — aldózhoz viszonyítva — szelektív ketózra, de a funkciós helyeken hidrogénkationokat tartalmazó Y zeolit nem szelektív sem ketózra, sem aldózra. A funkciós helyeken káliumot tartalmazó X zeolit egyedülálló az X zeolitok között azzal a képességével, hogy ketóz mellett egy aldózt szelektíven adszorbeál. Céziummal cserélt X vagy Y zeolitból álló adszorbens nem szelektív sem aldózra, sem ketózra. A káliummal cserélt X zeolittól eltérően káliummal cserélt Y zeolit aldózhoz viszonyítva ketózra szelektív. A funkciós helyeken bárium- vagy stroncium-, vagy bárium és stroncium-, vagy bárium és káliumkationokat tartalmazó, X zeolitokból álló adszorbensek — aldózhoz viszonyítva — ketózra szelektívek, míg a funkciós helyeken kalciumot vagy magnéziumot tartalmazó X zeolitokból álló adszorbensek sem ketózra, sem aldózra nem mutatnak szelektivitást. Azok közül az Y zeolitokból álló adszorbensek közül, amelyek a funkciós helyeken a periódusos rendszer HA csoportjába tartozó fémek kationjait tartalmazzák, a kalciumot, stronciumot vagy báriumot tartalmazók valamennyien szelektívek ketózra - aldózhoz viszonyítva —, de a magnéziumot tartalmazó Y zeolit sem ketózra, sem aldózra nem szelektív. A funkciós helyeken kalcium-, stroncium- vagy báriumkationokat tartalmazó Y zeolitokból álló megfelelő adszorbensek közül a kalciumkationokat tartalmazó Y zeolitból álló adszorbens sokkal előnyösebb, mint a stroncium- vagy báriumkationokat tartalmazó adszorbensek. Annak oka, hogy némely adszorbens miért használható a találmány szerinti eljárásban, míg mások nem, jelenleg még nincs teljesen tisztázva. Az adszorbens alkalmazható olyan sűrű, tömör álló ágy alakjában, amelyet felváltva érintkeztetünk a tápeleggyel és a deszorbenssel. A találmány szerinti eljárás legegyszerűbb megvalósítása szerint az adszorbenst egyetlen álló ágy formájában alkalmazzuk; ebben az esetben az eljárás csak félig folyamatos. Egy másik módszer szerint két vagy több álló ágy sorozatát alkalmazzuk, megfelelő szeleprendszerrel ellátva úgy, hogy a tápelegyet átvezetjük egy vagy több adszorbenságyon, miközben a deszorbenst átvezetjük az egy vagy több másik ágyon. A tápelegy és a deszorbens áramlása az adszorbensen át lehet egyenáramú vagy ellenáramú. A találmány szerinti eljárásban bármely hagyományos, állóágyas, folyékony és szilárd anyag érintkeztetésére használt berendezés alkalmazható. Az állóágyas adszorbenseknél azonban sokkal nagyobb szétválasztó teljesítménnyel rendelkeznek az ellenáramú mozgóágyas, vagy mesterséges mozgóágyas ellenáramú áramlási rendszerek, és előnyösebbek. A mozgóágyas vagy mesterséges, mozgóágyas eljárásokban az adszorpciós és deszorpciós műveletek folyamatosan mennek végbe, ami lehetővé teszi mind extraktum, mind raffinátum folyamatos termelését, és a tápelegy és a deszorbensek folyamatos bevezetését. A mesterséges, mozgóágyas, ellenáramú rendszer műveleti elveit és az eljárás menetét a 2 985 589. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás ismerteti. Egy üyen rendszerben több folyadékbelépő-pont haladó mozgatása az adszorbens kamrán lefelé idézi elő a kamrában lévő adszorbens relatív mozgását felfelé. Egyidejűleg csupán négy bekötővezeték működik, a tápelegy bevezetése, a deszorbens bevezetése, a raffinátum kivezetése és az extraktum kivezetése. A szilárd adszorbensnek mesterséges felfelé irányuló mozgásával azonos irányú a töltött adszorbenságy hézagtérfogatait elfoglaló folyadék mozgása. így ellenirányú érintkezést létesítünk, az adszorbens-kamrán lefelé áramló folyadékot szivattyúval keringetjük. Amikor egy folyadékrész a cikluson keresztül - vagyis a kamra tetejétől az aljáig áthalad -, a kamra cirkulációs szivattyúja mozgatja a különböző zónákon át; ezekben különböző áramlási sebességekre van szükség. Az áramlási sebességek beállítására és szabályozására programozott áramlásszabályozót állíthatunk be. Az aktív folyadékbelépő helyek az adszorbens-kamrát valójában külön zónákra osztják, amelyek mindegyike külön műveleti funkcióval rendelkezik. A találmány szerinti eljárás ezen megvalósításánál az eljárás végrehajtásához általában három külön műveleti zónára van szükség, de bizonyos esetekben egy - esetleges - negyedik zóna is használható. Az adszorpciós zónában - az 1. zónában - az adszorbens a tápelegybevezető áram és a raffinátum-kivezető áram között van elhelyezve. Ebben a zónában a betáplált elegy érintkezik az adszorbenssel, az extraktum-komponens adszorbeálódik, és raffinátum-áramot távolítunk el. Mivel az 1. zónán át a főáramlat a tápelegytől származik - amely a zónából kifelé haladó raffínátum-áram irányában halad —, ebben a zónában az áramlást egyenáramnak tekintjük, ha a tápelegy bevezetésétől a raffinátum kivezetéséig halad. Az 1. zónában fennálló folyadékáramlást tekintve ellenkező irányban, közvetlenül a zóna után van a tisztító zóna: a 2. zóna. A tisztító zónában az adszorbens az extraktum-kivezető áram és a tápelegy-bevezető áram között van elhelyezve. A 2. zónában végbemenő alapműveletek: a raffinátum-eltávolítása az adszorbens nemszelektív hézagtérfogatából, ami az adszorbensnek a 2. zónába való továbbításánál került ebbe a zónába, valamint az adszorbens szelektív pórustérfogatában vagy az adszorbensrészecskék felületén adszorbeált raffinátum deszorbeálása. A tisztítást úgy érjük el, hogy a 3. zónát elhagyó extraktum egy részét a 2. zóna határán az extraktum-kivezető áramnál a 2. zónába vezetjük, és ezzel távolítjuk el a raffinátumot. A 2. zónában az anyag áramlása az extraktum-kivezető áramtól a tápanyag-bevezető áram irányába haladva azonos irányú. A 2. zónában fennálló folyadékáramlást tekintve ellenkező irányban - közvetlenül a 2. zóna után - van a deszorpciós zóna, a 3. zóna. A deszorpciós zónában az adszorbens a deszorbens-bevezető áram és az extraktum-kivezető áram között van. A deszorpciós zóna funkciója, hogy a zónába bevezetett deszorbens eltávolítsa az extraktum-komponenst, amelyet az 1. zónában az eljárás egy korábbi szakaszában az adszorbens a tápeleggyel érintkezve adszorbeált. A 3. zónában a folyadék áramlási iránya lényegileg ugyanaz, mint az 1. és 2. zónában. 5 10 15 20 25 3C 35 40 45 50 55 60 65 6
