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1、1..82模拟移动床分离技术的发展和应用周日尤(江苏省粮食科学研究设计院南京凯通公司,南京..210019)....摘..要:论述了模拟移动床技术的发展和应用前景。移动床分离技术也称色谱分离技术。与传统的制备色谱技术相比,模拟移动床采用连续操作手段,利于实现自动化,制备效率高,制备量大,大型模拟移动床制备设备每年制备量可达百万吨级水平。模拟移动床是一种多学科技术相结合的先进的分离设备,设备复杂,技术含量高,其综合了工艺、设备、电器和自动控制等技术于一身。选用适当的分离剂,可以高效、廉价地分离那些物理性质和化学性质非常相似的且用一般分
2、离方法难以分离的混合物。评价模拟移动床的指标有:柱数、柱长、柱径和柱压降以及分离强度、分离纯度、分离浓度、料剂比和循环比等。模拟移动床分离技术的成熟,使其在石油、精细化工、食品工业、制药工业等诸多领域得到了广泛的应用。关键词:色谱分离;模拟移动床;发展;应用中图分类号:TQ028......文献标识码:A......文章编号:1006-2513(2010)05-0182-051..概述液相色谱最初即是用于分离和制备物质的。二十世纪七十年代,高效液相色谱(HPLC)技术的出现,使其可以较为精确的测定有机化合物及无机化合物的含量,此后H
3、PLC得到广泛应用。但随着色谱分离技术的迅速发展,色谱分离又从分析规模发展中回到制备规模和生产规模上,现在是两种应用并存,互相促进,共同发展的局面。收稿日期:2009-12-23作者简介:周日尤(1966-),男,高级工程师,主要从事色谱分离技术的研究、开发和模拟移动床工业生产装置的现场安装调试工作。1..83液相色谱可分为吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱和凝胶过滤色谱等。按操作方式不同又可分为间歇色谱和连续色谱两大类。为了克服液相色谱制备技术的许多不利因素,如流动相需求大,废物排放量大,仪器设备庞大等,连续色谱分离技术得以开发利用
4、。连续色谱分离技术主要有:超临界流体色谱分离技术、光色谱分离技术、逆流色谱分离技术、连续床色谱分离技术和模拟移动床(简称SMB)色谱分离技术[1]。模拟移动床是利用色谱分离原理,通过连接装有分离剂的柱子而使液流流动的循环系统的色谱分离器,是一种现代化分离设备,选用适当的分离剂,可以高效、廉价地分离那些物理性质和化学性质非常相似的且用一般分离方法(如蒸馏、结晶、沉淀、离子交换、萃取、膜过滤等)难以分离的混合物。与传统的制备色谱技术相比,SMB采用连续操作手段,易于实现自动化操作,制备效率高,制备量大,大型模拟移动床制备仪器每年制备量可
5、达百万吨级水平,同时流动相的消耗量少,因而在石油、精细化工、食品工业、制药工业(特别是手性药物)等诸多领域发挥很大作用,应用前景广阔。SMB分离技术的典型应用领域是:结构异构体的分离制备;糖类的分离制备;光学对映体的分离制备。本文对模拟移动床色谱分离技术的国内外发展状况、应用现状和发展前景作一论述。2..模拟移动床分离技术的发展色谱分离技术从实验室走向工业应用,即模拟移动床分离技术的成熟应用,经历了较长时间的变革,大体上分为三个阶段:模拟移动床技术的出现、模拟移动床技术的发展、模拟移动床技术成熟应用。2..1..模拟移动床技术的出现
6、上世纪六十年代初,Broughton的专利中利用阀切换技术改变进样、流动相注入点及分离物收集点的位置来实现逆流操作[2],因此称为模拟移动床技术(SimulationMovingBed,SMB)。这是最早的模拟移动床技术的论述。尽管Broughton设计的系统非常复杂,但他还是成功地将二甲苯从C8化合物中分离出来。六十年代初,美国环球油品(简称UOP)公司将模拟移动床技术商业化,并创建了Sorbex系列的SMB工艺。同一时期,美国研究人员Negawa和Shogi成功地应用模拟移动床技术分离了苯基乙胺对映体。2..2..模拟移动床技术
7、的发展1993年法国Seperex公司将模拟移动床技术用于药物和精细化工等工业制备领域,成功推出一种名叫Licosep的模拟移动床工业制备仪器。进入90年代后期,模拟移动床技术又有了新的进展。特别是随着自动化控制技术如DCS和PLC的工业应用的深入,计算机控制程序已被开发成功,并应用于模拟移动床技术,实现了自动化精确控制,技术更加成熟,应用日趋广泛。随着技术的发展,模拟移动床技术的优越性得到更充分体现。2..3..模拟移动床技术的规模化应用模拟移动床分离技术,经过50余年的发展,特别是近10年的快速发展,己被应用于许多领域。最显著的
8、应用领域是石油化工行业和糖醇行业。1969年美国UOP公司开发成功吸附分离工艺,称Parex工艺,该工艺由高选择性的吸附剂、脱附剂(即解吸剂)和模拟移动床技术组成,采用八面沸石型分子筛作为吸附剂,将最有价值的对二甲苯从间二甲苯、邻二甲
