JPH0230282B2 - - Google Patents

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JPH0230282B2
JPH0230282B2 JP58016872A JP1687283A JPH0230282B2 JP H0230282 B2 JPH0230282 B2 JP H0230282B2 JP 58016872 A JP58016872 A JP 58016872A JP 1687283 A JP1687283 A JP 1687283A JP H0230282 B2 JPH0230282 B2 JP H0230282B2
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JP
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bed
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feed mixture
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solids
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Eichi Shiigeru Jefurii
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Exxon Research and Engineering Co
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、磁気的に安定化された流動床を用い
る供給混合物の分離に関する。特に、本発明は、
磁気的安定化流動床中の流動化用流体流に対して
横断方向に移動する吸着性を有する固体と多成分
供給物とを接触させることによる多成分供給物の
連続式クロマトグラフイー分離方法に関する。 通常、従来のクロマトグラフイー方法は、バツ
チ操作として実施されている。しかし、多成分供
給物のクロマトグラフイー分離を連続的に行うた
めに数多くの試みがなされている。〔M.V.
SussmanおよびN.S.Rathore、クロマトグラフイ
ア（Chromatographia）、Vol.8、1975年２月；
M.Rendell、プロセスエンジニアリング
（Process Engineering）、1975年４月；M.V.
Sussman、ケムテク（Chemtech）、1976年４月
参照〕。示唆された最も初期の方法の１つは２個
の同心円筒間の環状空間に吸着剤を充填し、供給
混合物とキヤリヤーガスとを徐々に回転する環と
して、吸着剤中を通過させることを含んでいた
〔A.J.P.Martin，Disc.Faraday Soc.，Vol.7，
p.332（1949）参照〕。もう１つの方法は、円形の
鉛直カラムのガン配置（gun arrangement）が
所要であつた〔Svensson等、サイエンストウー
ルズ（Science Tools）、２、(2)、p.17（1955）参
照〕。回転式環状配置の数種の変法が提案されて
いる。例えば、米国特許第3187486号；第3257781
号；第3511028号；第3732982号；D.M.Dinelli等、
J.Chromatography，７、442（1962）；S.Polezzo
およびM.Tarmasso，J.Chromatography11、19
（1963）；M.TaramassoおよびD.M.Dinelli，J.
Gas Chromatography，２、150（1964）；P.C.
Wankat等、Ｉ＆E.C.Fund.，15、No.４（1976）；
C.D.Scott等、J.Chromatography，26（1976）
を参照されたい。 連続的多成分分離を行うために、幾つかの他の
幾何構造が提案されている。例えば、米国特許第
3078647号は、２つの円筒が回転しながら供給物
とキヤリヤーガスとが内側円筒から外側円筒へ半
径方向に流れる充填床環状系を開示している（米
国特許第3527350号をも参照のこと）。もう１つの
例として、米国特許第3503712号は、おのおのの
円板が吸着剤溶媒（adsorbent solvent）の薄層
で被覆されている２枚の回転円板を一緒に接近し
て置く系を開示している。両円板間には固体吸着
剤は充填されていない。キヤリヤー流体が、円板
の中心から注入され、半径方向に流れるが、供給
物は、円板の角運動とキヤリヤー流体の半径方向
流とのために横断流が起こるような単一の点から
導入される。さらにもう一つの方法は、吸着剤が
充填されている長方形スラブ中へ、おのおののキ
ヤリヤー流体流が他方のキヤリヤー流体流に対し
て垂直な２種のキヤリヤー流体流を交互に連続注
入することを含み、連続注入される供給物中の成
分が、流体流の方向が温度を変えつゝ直角に変化
するときに分離されるようになつている〔米国特
許第3482376号およびE.J.Tuthill，J.Chrom.Sci.，
８（1970）参照〕。 従つて、本発明は、 (a) 磁化性粒子を含有する移動床の流を横断して
上昇様式で該移動床中を通過するキヤリヤー流
体によつて流動化されておりかつ該移動床中で
固体が逆混合することを抑えるのに十分な強さ
をもつ磁気的手段によつて安定化されている該
移動床中へ少なくとも２成分を含有する供給混
合物を導入する工程と、 (b) 該供給混合物から該成分の１つの少なくとも
一部分を分離するのに必要な時間、該混合物を
該床中の吸着剤と接触させる工程と、 (c) 該成分の１つの少なくとも一部分を含有する
供給混合物の一部分とキヤリヤー流体の一部分
とを含む少なくとも１つの生成物流を、該移動
床の通路に沿つて該床から回収する工程と、 を含む少なくとも２成分を含有する供給混合物を
連続的に分離する方法に関する。 磁化性粒子は、吸着剤粒子または物質と混合ま
たは複合される。床粒子は、キヤリヤー流体流に
対して横断方向（すなわち非平行）に連続的に移
動し、供給混合物の成分は、それぞれの成分の吸
脱着特性に応じて、注入点から異なる距離だけ下
流へ運ばれるようになつている。最も強く吸着さ
れる成分は、注入点から最も遠くへ運ばれ（かつ
かくして回収され）る。好ましくは、各生成物流
は、本質的に成分の１つからなる該供給物の一部
分とキヤリヤー流体の一部分とからなる。 流動床は、床内での粒子の逆混合を抑えるのに
十分な強さであるが過度の粒子−粒子引力をひき
起こさせる強さ未満である磁気的手段（すなわち
磁気的安定化手段）によつて安定化される。同様
に、流動化用流体（すなわちキヤリヤー流体）の
見掛け速度は、磁気作用が無い場合の通常の最低
流動化見掛け速度を越えねばならないが、固体の
逆混合を起こす見掛け速度未満でなければならな
い。 本発明は、２つ以上の成分を含む多成分供給物
を、複雑さが少なくなつた化学組成を有する２つ
以上の流に連続的に分離するための改良されたク
ロマトグラフイー方法を基礎とする。移動機構部
分が無い（すなわち固体が唯一の移動部分であ
る）ので、従来提案されているクロマトグラフイ
ー方法の多くに固有の欠点は防がれる。従つて、
少なくとも２成分を含む多成分供給物を、床が磁
気的手段によつて安定化されている流動化条件下
で、磁化性粒子と混合または複合された吸着剤粒
子の連続移動床中へ連続的に導入する。床流動化
は、該床粒子の流に対して横断方向に通過する上
昇キヤリヤー流体との接触によつて達成される。
キヤリヤー流体は、気体であつても液体であつて
もよい。供給混合物の成分のおのおのに対して異
なる親和性を有する吸着剤を利用することによ
り、成分は、各成分に対する吸着剤の親和性に応
じた速度でキヤリヤー流体によつて床中を通つて
運ばれることになる。かくして、各成分に対する
吸着剤の異なる吸脱着速度によつて、供給混合物
の成分の分離が得られる。供給混合物から分離さ
れるべき画分の数に相当する数の生成物流が、移
動する吸着剤およびキヤリヤー流体のコースに沿
つて一定間隔の場所で回収される。典型的には、
各成分流は床の上表面から回収されるが、床の他
の場所から生成物流を回収することもできる。各
生成物流は、供給物の成分の１つの少なくとも一
部分、好ましくは大部分を含む供給混合物の一部
分とキヤリヤー流体の一部分とを含む。より好ま
しくは、供給混合物の成分の１つから本質的にな
る供給物の一部分とキヤリヤー流体の一部分とを
含む。 磁気的安定化流動床から回収された各生成物流
を、次に、該流からキヤリヤー流体を分離するた
めの適当な手段中へ導入することができる。適当
な手段とは、但しそれらに限定されるものではな
いが、キヤリヤー流体から所望の生成物を凝縮さ
せるための冷却器、揮発性によつて分離するため
の蒸留、および吸着性によつて分離するための吸
着またはクロマトグラフイーカラムを含む。 本発明は、本来クロマトグラフイーによつて分
離され得るほとんどすべての物質の分離に用いる
ことができる。例えば、液体混合物ならびに気体
混合物を分離することができる。供給混合物の成
分は、炭化水素、非炭化水素およびそれらの混合
物からなる群から選ぶことができる。炭化水素成
分は、１分子当たり少なくとも１個の炭素原子、
典型的には、１分子当たり１〜30個の炭素原子を
有し、また水素ガスと炭化水素との混合物を含
む。本発明によつて分離することができる炭化水
素群の例としては、アルコール、芳香族炭化水
素、エステル、エーテル、ハロゲン化炭化水素、
ケトン、オレフイン、パラフインなどが含まれ
る。適当な炭化水素成分の特別な例は、メタン、
エタン、エチレン、プロパン、ブタン、ブテン、
ブタジエン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オ
クタン、ノナン、デカン、ジメチルブタン、ジメ
チルペンタン、トリメチルペンタン、および他の
直鎖脂肪族炭化水素およびその異性体；シクロヘ
キサン、デカリン、テトラリンおよび他の脂環式
炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシレン、ジエ
チルベンゼン、エチルトルエン、トリメチルベン
ゼン、ブチルベンゼンおよびアルキルベンゼンま
たはアルキルナフタレンのような他の芳香族炭化
水素；パラフインの炭化水素混合物の工業製品、
ナフサまたは改質ガソリン；パイロガソリンおよ
びナフサクラツキング法からの他の炭化水素誘導
体ならびに蒸留またはアルキル化または水和法か
ら得られる生成物である。異なる分子量ならびに
同じ分子量（すなわち異性体）の２種以上の化合
物を含む炭化水素混合物の両方を供給混合物とし
て含むことができる。異性体混合物の例は、ジメ
チルプロパンとペンタンとのC5脂肪族異性体；
ジメチルブタンとエチルブタンとメチルペンタン
とヘキサンとのC6脂肪族異性体；ジメチルペン
タンとメチルヘキサンとヘプタンとのC7脂肪族
異性体；トリメチルヘキサンとオクタンとのC8
脂肪族異性体；ジメチルシクロヘキサンとエチル
シクロヘキサンとのC8脂環式異性体である。本
発明は、特に芳香族化合物の分離、例えば米国特
許第4247987号の27−28欄記載のようなエチルベ
ンゼンとｏ−，ｍ−，ｐ−キシレンとの混合物か
らのｐ−キシレンの分離に適している。C5／C6
再循環異性化装置に於ける再循環流からの直鎖パ
ラフインも、本発明によつて分離することができ
る。もう１つの適当な供給物はC9−C18炭化水素
画分、より好ましくはC10−C15ケロシン画分であ
る。供給混合物は、該炭化水素画分がそれから誘
導された原油の型および画分の炭素数範囲によつ
て、異なる濃度の正パラフインとイソパラフイン
と芳香族炭化水素とを含むことができる。正パラ
フイン濃度は、典型的には、混合物の約20〜約60
容量％の範囲であり、芳香族炭化水素濃度は、典
型的には、混合物の約10〜約30容量％の範囲であ
るが、正確な含量は、これらの値から異なること
ができる。本発明は、ブタン、１−ブテン、２−
ブテン、ブタジエンのC4異性体の分離ならびに
エタン／エチレン混合物の分離にも適している。
スチームクラツカーからの炭化水素生成物も、本
発明を用いて分離することができる。 キヤリヤー流体は、単独のあるいは化学的に不
活性な流体と混合した少なくとも１種の脱着剤を
含む。キヤリヤー流体の組成およびキヤリヤー流
体内の脱着剤の濃度を決定する基準は、流体力学
的必要条件と本発明の方法の吸着剤必要条件とに
依存する。例えば、キヤリヤー流体は、供給混合
物の成分が床の上表面へ向かうキヤリヤー流体の
方向に移動するように、十分な脱着剤を特定の濃
度で含有する。また、キヤリヤー流体の見掛け速
度が磁気的作用の無い場合の通常の最低流動化見
掛け速度を越えるが固体の逆混合を起こす見掛け
速度未満になるように、他の流体を脱着剤流体と
混合することもできる。 方法が分離のみを必要とする（すなわち化学反
応を含まない）ためには、キヤリヤー流体は、分
離される成分および吸着剤に対して化学的に不活
性でなければならない。適当なキヤリヤーガスの
例としては、窒素、スチーム、空気、ヘリウム、
水素、アルゴン、メタン、二酸化炭素などが含ま
れる。適当なキヤリヤー液体の例としては、特に
C8芳香族炭化水素異性体分離用には、トルエン、
７〜12個の炭素原子を含むアルキル置換芳香族炭
化水素および種々のパラフイン系混合物が含まれ
る。 用いられる特別の吸着剤は、広範囲にわたるこ
とができかつ分離されるべき混合物の成分に依存
する。無機または有機の、あるいは高分子量の無
機または有機の吸着剤を用いることができる。気
−固クロマトグラフイーには、天然磁鉄鉱を吸着
剤として用いることができる〔ジヤーナルオブク
ロマトグラフイー（Journal of
Chromatography）、172、357〜361（1979）〕。ま
た、吸着剤は触媒活性を有していてもよい。 本発明の分離方法に適した吸着剤には、活性炭
処理活性炭、モレキユラーシーブ用炭；大気孔ゼ
オライトを含む、ある特別の主成分比をもつ合成
ゼオライトのような選ばれた人工合成ゼオライ
ト、下記の“Ａ型”ゼオライト、モルデン沸石、
ホージヤサイト、エリオナイトなど；特別なシリ
カ−アルミナ比を有するゼオライトおよび元のナ
トリウム陽イオンが他の陽イオンで交換されてい
るゼオライト；シリカ、アルミナ、酸化第二鉄の
ある特別な関連部分を有するシリカゲル、平均気
孔直径、比表面積、気孔容積、その他のような特
別な立体的性質を有するシリカゲルのような選ば
れたシリカゲル；酸化アルミニウムおよび水の特
別な成分を有する活性アルミナ、これらの水和
形、ある特別な結晶形、特別な構造を有する活性
アルミナのような選ばれた活性アルミナ；活性白
土または塩基が交換されているモンモリロナイト
またはホロイサイト（holloysite）またはアタパ
ルジヤイトのような選ばれた酸性白土が含まれ
る。 上記吸着剤の幾つかは、供給混合物の特定の成
分の分離に特に有効である。例えば、シリカゲル
は非芳香族炭化水素から芳香族炭化水素を除去す
るのに選択的であるが、活性炭はパラフインから
オレフインを分離するのに有用である。さらに、
約５Åの細孔径を有するゼオライトは、ｎ−パラ
フインのような小分子を分離して他の分子種の実
質的な排除に用いられるが、約13Åの細孔径を有
するゼオライトは、プロセス流中に通常見いださ
れる成分のほとんどを通す。 上記吸着剤のほとんどは、市場で容易に入手で
きる。また、市販されているものに似た吸着剤
は、一般に、複雑な技術を用いずに合成すること
もできる。さらに、市販の吸着剤の化学的または
物理的処理によつても多くの吸着剤を製造するこ
とができる。上記ゼオライトおよびそれらの製法
についての更に詳しい説明は、例えば、米国特許
第2882243号；第2882244号；第3130007号；第
3410808号；第3733390号；第3761533号；第
3827968号および本明細書中に挙げた特許中に記
載されている。 もう１つの吸着剤群には、ベンゼンスルホン
酸、カルボン酸、リン酸の交換基を有する陽イオ
ン交換樹脂；強塩基性または弱塩基性陰イオン交
換樹脂；スチレン−ジビニルベンゼンコポリマ
ー、またはそのハロメチル化、またはシアノエチ
ル化ポリマーの高分子量粒子；アクリロニトリル
コポリマー；シアノ、シアノメチル、クロロメチ
ル、チオエーテル、スルホン、イソシアナート、
チオシアナート、チオ尿素、アリル、アセチルア
セトン、アルデヒド、脂肪族、アンヒドリド、エ
ステル、ハロゲン、ニトロおよびその他のような
数種の官能基を有する高分子量化合物が含まれ
る。 高い吸着−脱着速度を得るための最も適当な吸
着剤は、合成ゼオライト、活性炭または処理活性
炭吸着剤、高分子量有機物質である。これらの吸
着剤は、高分子量物質の場合には、多分それらが
酸性ガスや極性分子のような種々の汚染物質に対
して化学的に親和性であるため、また、数ミクロ
ンより小さい小結晶からなる合成ゼオライトや白
土またはその他の結合性物質の場合にはマクロポ
アー（macropore）のため、一般に、吸着成分の
高い交換率を示す。 ガス状供給物からの種々の極性分子の分離のた
めの適当な吸着剤の典型的な例は、合成ゼオライ
ト“Ａ型”である。Ａ型ゼオライトは、典型的な
酸化物式Na2O・Al2O3・2SiO2・４ 1/2H2Oと、
典型的な単位格子式Na12〔（AlO2）12（SiO2）〕・
27H2Oと、1.99ｇ／c.c.の密度と、12.32−24.64オ
ングストロームの単位格子定数と0.47c.c.／c.c.の空
隙容積と2.2A（β）−4.2Å（α）の自由開口
（free aperture）と3.6−3.9Åの動直径（hinetic
diameter）とを有する。 合成ゼオライトは、通常、初めの製造工程から
来るナトリウムイオンを他の陽イオンに交換し
て、結晶構造または電子配置を所望の形に変える
ことによつて、ゼオライトへの極性分子の吸着力
を容易に変ることができるので、最も有用な無機
吸着剤の１つである。通常、リチウム、カリウ
ム、ルビジウム、セシウム、銀、銅のような族
金属イオン；ベリリウム、マグネシウム、カルシ
ウム、ストロンチウム、バリウム、亜鉛、カドミ
ウム、水銀のような族金属イオン；チタン、バ
ナジウム、クロム、ニツケル、コバルト、鉄、マ
ンガン、希土類金属、ウラン、鉛陽イオンまたは
それらの混合物が、ゼオライト中に初めから含ま
れているナトリウムイオンを置換するために用い
られる。最も有効な陽イオンの組は、カリウムと
リチウム；カリウムとカルシウム；カリウムとカ
ドミウム；カリウムと鉄；カリウムとニツケル；
カリウムとコバルト；カリウムとバリウム；カリ
ウムとマグネシウム；カルシウムとマグネシウ
ム；カルシウムとマンガン；リチウムとマンガ
ン；バリウムとナトリウム；バリウムと鉛；鉄と
ウラン、その他である。 特別な供給物流が与えられた場合、最も適当な
陽イオンの組、またはそれらの相対的組成または
最も有効な活性化処理は、陽イオン交換操作を何
回も容易に繰返すことができるので、種々の実験
によつて容易に選ぶことができる。分枝鎖炭化水
素から直鎖炭化水素を分離するためには、一般
に、Ａ型合成ゼオライトをカルシウムまたはマグ
ネシウムまたはそれらの混合物で交換する。 C8芳香族炭化水素混合物の分離のため、特に、
ｐ−キシレンをその異性体および（または）エチ
ルベンゼンの混合物から分離するためには、米国
特許第2882244号、第3130007号、第3761533号に
記載されているようなＸ型またはＹ型結晶性アル
ミノケイ酸塩が好ましい。C8芳香族炭化水素混
合物の分離のために特に好ましい吸着剤は、例え
ば米国特許第3686343号に記載されているような、
主としてカリウムイオンを含有しかつ24.50〜
24.75オングストロームの単位格子を有する変性
Ｙ型ゼオライトである。 芳香族炭化水素の分離に用いるための他の吸着
剤が確認されている。例えば、シリカゲル吸着剤
は、炭化水素混合物から芳香族炭化水素を分離す
るのに有効である。米国特許第2965687号は、芳
香族炭化水素の分離、特にｍ−キシレンからのｐ
−キシレンの分離のための吸着剤としてのアミン
変性ベントナイトの使用を開示している。米国特
許第3114782号は、脱着剤としてのベンゼンによ
る、約177℃に於ける気相処理によるｍ−キシレ
ンの選択的吸収のためのカルシウムホージヤサイ
トの使用を教示しており、この場合、ｍ−キシレ
ンがカルシウムホージヤサイトに選択的に吸着さ
れるのでｐ−キシレンはラフイネート中に調節さ
れる。幾つかの関連特許（米国特許第3558730
号；第3558732号；第3636121号；第3636180号）
は、高温、高圧およびキシレンを液体状態に保つ
ためのプロセス条件を用いて、陽イオンの混合物
（例えばバリウムとカリウム）を有する結晶性ア
ルミノケイ酸塩上への吸着によるｐ−キシレンの
分離方法を記載している。 増強された選択性を有する方法が米国特許第
3395711号に記載されているが、この場合には、
アンモニアのようなガス状変性剤が含まれる。特
殊なゼオライトを用いるC8芳香族炭化水素の分
離は、米国特許第3653184号；第3656278号；第
3698157号；第3724170号；第3729523号；第
3760024号；第3770184号；第3960520号にも記載
されている。 吸着剤粒子は、フエロ磁性物質またはフエリ磁
性物質との混合物または複合物として用いること
ができる。磁性Fe3O4、γ−酸化鉄（Fe2O3）、
MO・Fe2O3（ここで、ＭはZn、Mn、Cuなどのよ
うな金属または金属混合物である）の形のフエラ
イト；鉄、ニツケル、コバルト、ガドリニウムを
含むフエロ磁性元素、フエロ磁性元素の合金など
を含む（但しこれらに限定されるものではない）
すべてのフエロ磁性またはフエリ磁性物質を、吸
着剤粒子または物質と混合または複合して用いる
磁化性および流動化性粒状固体として使用するこ
とができる。別法では、吸着剤自体が、その化学
的または物理的構造中にフエロ磁性物質またはフ
エリ磁性物質を含むことができる。この場合に
は、吸着剤が磁性を示すので、追加の磁性物質を
吸着剤と混合または複合させる必要が無い。非強
磁性物質は触媒性を有することもあり得る。 磁気的安定化流動床内で用いられる固体をイオ
ン交換樹脂と複合または混合して、水の浄化（例
えば、弗化物、硝酸塩、酸素、アンモニアなどの
除去）、溶媒（例えば、アルコール、ベンゼン、
アセトンなど）の精製、試薬（例えば塩酸、フエ
ノール、ホルムアルデヒド、アクリレート）の精
製、金属（例えば、ウラン、トリウム、遷移金
属、金、銀、白金など）の回収および精製、糖類
および多価アルコールの精製、生物学的回収およ
び精製（例えば、抗生物質、ビタミン、アミノ
酸、蛋白質など）を含む（但しそれらに限られる
ものではない）典型的なイオン交換分離を行うこ
とができる。 磁化性成分と吸着剤との複合物は、ステンレス
鋼粒子のような磁性成分と吸着剤（例えばゼオラ
イトシーブ）とを、吸着剤のベースと共に混合し
て比較的均一なゲルを作ることによつて製造する
ことができる。吸着剤ベースは、例えばシリカま
たはアルミナまたはシリカ−アルミナからなるこ
とができる。ゲルを、次に、乾燥し、焼成しかつ
サイジングする。複合吸着剤をサイジングおよび
成形する適当な方法は、押出、ピリング、ビーデ
イング、噴霧乾燥などである。磁化性粒子は、含
浸、共ゲル化、共沈などによつて吸着剤と複合さ
せることもできる。米国特許第4247987号は、磁
化性吸着粒子の製法をも記載している。 床粒子（複合物または混合物）は、典型的に
は、約50〜約1500μ、好ましくは約100〜約1000μ
の範囲の平均粒子径を有する。粒子は、単一粒径
であつてもよく、あるいは幾つかの粒径範囲の混
合物であつてもよい。同様に、粒子は、どんな形
であつてもよく、例えば球形または不規則形また
は細長い形であつてもよいが、ほぼ球形の粒子が
好ましい。 非磁性吸着剤粒子または物質と混合または複合
される磁化性成分の重量分率は、分離されるべき
特別な成分、使用する吸着剤、プロセス条件など
によつて異なる。しかし、典型的には、床中の磁
化性成分の分率は少なくとも10重量％であり、好
ましくは、約25〜約75重量％の範囲でなければな
らない。 本発明によれば、流動床を構成する粒子は、
種々の方法でつくり出すことができる磁気的安定
化手段にかけられる。例えば、磁気的安定化手段
は、永久磁化粒子の使用によつて内部的に（米国
特許第4261101号記載のように）、あるいは印加磁
場を用いて外部的に、つくり出すことができる。
用いられる磁気的安定化手段は内部的であつても
外部的であつてもよいが、以下、外部印加磁場、
最も好ましくは外部力場（すなわち重力）の方向
に沿つて実質的な成分を有する均一印加磁場の使
用に関して本発明を説明する。 磁気的安定化流動床は、気泡や脈動が完全に無
くかつ均一磁場を、流動化用流体流と共直線
（colinear）方向に磁化性固体床へ印加するとき
に得られる静止流体状床として記載されている
〔ローゼンスウエイグ（Rosensweig）ら、
AlChEシンポジウムシリーズ（AlChE
Symposium Series）、77、205、p.8−16（1981）
参照〕。そのまゝで、磁気的安定化は、磁場の不
在下に於て固体床を流動化またはレビテーシヨン
させるために所要な通常の最低流動化見掛け流体
速度（Umf）によつて与えられる下限と印加磁
場の存在下に於て連続流動化中、安定化流動床部
分を通る圧力差の時間によつて変わる変動を起こ
させるために所要な見かけの流体速度（UT）に
よつて与えられる上限との間の広い作動速度範囲
を有するバブリングの無い流体状態を生じる。床
は、米国特許第4247987号中の向流磁気的安定化
床のため、ならびに流動度比すなわち（UT−
Upp）／（UT−Unf）（ここでUppは実際の作動見
掛け流体速度である）が−0.1〜＋0.5、好ましく
は−0.05〜＋0.2、より好ましくは−0.01〜＋0.1
の範囲であるような横断流磁気的安定化床のため
に記載された床のバブリング領域と安定化領域と
の間の転移の場所に実質的に近い狭い範囲内で作
動させることもできる。流動度比は、（転移速度
と作動速度との差）対（転移速度と通常の最低流
動化速度との差）として表わすことができる。 磁場をUTに於ける値から上に増加するとき、
あるいは見掛け流体速度をUTに於ける値から下
へ下げるとき、磁気的安定化床の流動度はUTに
於ける流動度から連続的に減少する。UTからさ
らに離れて作動される横断流安定化床は、本質的
に栓流を示し、すなわち本質的に平たい速度プロ
フイルを示す。対照的に、UT付近で作動される
横断流安定化床は垂直方向に非栓流固体速度プロ
フイルを示し、流動度が増加する。しかし、床を
より流体領域で作動させるときの栓流プロフイル
からのずれは、床出口に適当な設計の固体流堰を
設けることによつて減少またはほとんど除去する
ことができる。本発明の実施のためには、栓流条
件が好ましい。 本発明のもう１つの特別な実施態様に於ては、
流体の実質的な速度成分が横断流方向すなわち固
体流の方向にあるように流動化用流体を床中に
（通常、床の下部中へかつ好ましくは流体を配向
させる分配手段を通して）導入することによつ
て、固体は便利にしかも簡単に輸送される。流動
化用流体の横断運動量（transverse
momentum）が少なくとも床固体の一部分に与
えられ、床の横断流を起こさせる。本明細書中で
用いる場合、実質的なまたはかなりの速度成分と
は、床固体の少なくとも一部分、好ましくは大部
分の横断流をひきおこす（すなわち開始させかつ
維持させる）ために十分な横断方向の速度成分を
有している流動化用流体が床に入ることを意味す
る。この技術を用いると、文献に記載されている
高価で不便な空気式、水圧式、機械的輸送装置の
必要が少なくなるか、全く不必要になる。加え
て、床中へ多量の固体を再導入する必要も少なく
なるか全く不要となり、それによつて固体流の方
向に沿つた床深さの勾配の大きさも減少する。さ
らに、輸送のための固体による装置の摩耗および
浸食も最小になる。 磁気的安定化流動床は、全体的な固体の逆混合
が本質的に無くかつ流体のバイパスが本質的に無
い、膨張した固体床の外観を有する。磁場の印加
は、ガス流動化床に於けるバブリングのような全
体的な固体逆混合および流体バイパスならびに流
体流動床に於けるロール・セル（roll−cell）挙
動が実質的に無いことと共に、磁場の無い場合の
初期流動化の流速の２，５，10倍またはそれ以上
の見掛け流体流速を可能にする。見掛け流体速度
が増加されると、床を通る圧力降下は印加磁場が
無い場合の通常の流動床から期待される圧力降下
に似て来て、圧力降下は、最低流動化速度に於け
る床重量対横断面積の比に対応する値に増加し、
次いで、流体速度が増加されるとき比較的一定の
ままである。この安定流動床条件は、固体を接触
容器へ連続的に添加しかつそれから除去するとき
でも持続する。 上記の磁気的安定化流動床（MSB）は、第１
表に示すように流動床反応器系と固定床反応器系
の両方の主な利益を１つの系で併有している。 【表】 【表】 磁気的安定化床の１例として、小粒度の使用は
床粒子内の拡散抵抗を減少するので、粒子をより
有効に用いることができる。同時に、小粒子の使
用による高い圧力降下と全体的な流体パイパスと
が共に除かれる。吸着法に於ける小粒子の使用
は、大吸着剤粒子よりも被吸着種の流体からのよ
り迅速な移行を可能にするのでより迅速に平衡へ
達することができる。付加的な利益は、床への固
体の添加および床からの固体の除去が可能であ
り、かつ床中での固体の逆混合が最小または除去
されるので、該固体は導入点から回収点まで栓流
様式で移動することである。 経済のためには、床固体が比較的小強度の印加
磁場で床を安定化するための十分な磁化を得るこ
とが望ましい。フエロ磁性粒子を磁場内に置くと
き、誘起される磁化は、米国特許第4247987号に
記載されているように磁性物質とフエロ磁性粒子
の幾何構造と床の幾何構造との関数である。 磁場を与えるには、通常の永久磁石または電磁
石あるいは両方を用いることができる。電磁石
は、直流でも交流でも付勢できるが、直流付勢磁
場の方が好ましい。ソリツドステート制御または
変圧器／整流器の使用による直流付勢時には、電
磁石が床粒子への磁場の印加に特に望ましいかつ
キヤリヤー流体流に応じた床粒子の流動化の優れ
た安定化方法を与える。 本発明は、外部印加磁場をつくるために用いら
れる磁石の形および位置によつて限定されること
はない。磁石は、どんなサイズまたは強さまたは
形であつてもよく、かつ使用される固体、要求さ
れる安定化の度合などによつて床より上に置いて
も下に置いてもよい。磁石は、接触容器の内部に
置いても外部に置いてもよく、容器構造物の一体
部分として用いることさえもできる。本発明の方
法は、特別な容器または容器材料に限定されるも
のではなく、当業界で現在用いられている接触容
器中で用いるために容易に適合させることができ
る。本発明の１つの好ましい実施態様に於ては、
流動床を取り巻くためにソレノイド形電磁石を用
いる。このソレノイド形電磁石は、最も均一な磁
場、従つて床全体にわたる最良の安定性を与える
からである。 磁性粒子を適当に選ぶことにより、商業的工場
内の電磁石磁場源のための電力要求は適度にな
る。磁力の消散によつて熱が発生するが、この熱
は、自然の対流空気冷却を用いて除くことができ
る。このことは、液体対流冷却の必要性およびそ
れに付随する冷媒処理ならびに循環の必要性をな
くす。磁場源を、高い信頼度でコンピユーター設
計して、特定の強さと均一性とをもつた印加磁場
を与えることができる。 接触ゾーン内で流動床へ印加される磁場の強さ
は、磁化性粒子の磁化および所望の安定化度に依
存する。比較的弱い磁性をもつ粒子、例えばある
種の複合物および合金は、同様な安定化効果を得
るために、強い磁性をもつ粒状固体（例えば鉄）
よりも強い磁場の印加を必要とする。固体の粒度
および形も、用いられるべき磁場の強さに影響を
もつている。粒子の磁化は、床内の粒子を凍結ま
たは固定する傾向がある過度の粒子−粒子引力お
よび団塊を起こさせて連続作動を妨害するほど十
分であつてはならない。しかし、電磁石で生じる
磁場の強さは、電磁石の電流の強さに依存するの
で、用いられる特別な系の所望の安定化度を得る
ために、作業員は容易に磁場の強さを調節するこ
とができる。特別な磁場印加方法は、米国特許第
3440731号；第3439899号；第4115927号；第
4143469号；英国特許第1148513号、および既刊文
献、例えばM.V.フイリポフ（M.V.Filippov）、
応用磁気水力学（Applied
Magnetohydrodynamics）、トルデイインステイ
テユータフイジカ（Trudylnstituta Fizika）
Akad.Nauk.，Latviiskoi SSR12：215−236
（1960）；イワノフ（lvanov）ら、Kinet.Kavel，
11(5)；1214−1219（1970）；イワノフ（lvanov）
ら、ズラナルプリクラドノイキミー（Zhuranal
Prikladnoi Khimii）、45、248−252（1972）；R.
E.ローゼンスウエイグ（R.E.Rosensweig）、サイ
エンス（Science）、204、57−６（1979）にも記載
されている。最も好ましい印加磁場は、米国特許
第4115927号に記載されているような均一磁場で
あろう。典型的には、空容器のための印加磁場合
は、約５〜約1500エルステツド、好ましくは約10
〜約1000エルステツドである。 本発明は、種々の処理構造で利用することがで
きる。例えば、前に述べた連続的横断流接触を行
つた後、接触容器から磁化性粒子を除去すること
ができるが、間欠的に除去することもできる。所
望ならば、床粒子を接触容器へ再循環させること
ができ、あるいはワンパス方式で該容器中を通す
こともできる。もう１つの構造の例として、磁化
性粒子を第１接触容器から連続的（または間欠
的）に除去し、第２接触容器へ送つて再生した後
第１接触容器へ再循環させることができる。これ
らの例は、説明のためのみのものであり、本発明
の範囲を限定するためのものでないと考えるべき
である。 本発明に用いられる操作条件は、分離される特
別な混合物、用いられる吸着剤によつて広範囲に
変わることができ、吸着法に典型的に用いられる
操作条件を含む。一般に、供給混合物と吸着剤と
の接触時間は、成分の少なくとも１つを混合物か
ら分離するために必要な時間でありさえすればよ
い。温度は、包囲温度またはそれ以下から床内磁
性成分のキユリー温度までの範囲であり、圧力
は、好ましくは約0.003〜約30mPaまでの範囲で
ある。キヤリヤー流体の見掛け流体速度は、Unf
とUTとの間であり、床内の固体の型および容器
の幾何構造などによつて変わる。しかし、好まし
くは、見掛け流体速度は、約0.0001〜約５ｍ／秒
の範囲である。液相見掛け流体速度は、好ましく
は0.0001〜約0.1ｍ／秒であるが、気相見掛け流
体速度は、好ましくは約0.001〜５ｍ／秒である。
好ましくは、床粒子は、供給混合物とキヤリヤー
流体とを含む、上昇して来る流体混合物に対して
クロスフロー（垂直）方向に栓流様式で移動す
る。同様に、固体横断流速度は、流体混合物の速
度、容器の幾何構造、流動化される固体、供給混
合物中の被分離成分およびその他の操作パラメー
ターによつて広範囲に変わることができる。しか
し、好ましくは、固体速度は約0.001〜約50ｍ／
秒の範囲である。 １つの好ましい実施態様に於て、単一容器内で
横断流動床から混合物のすべての成分が回収され
る。しかし、ある種の環境下では、吸着剤上に残
留している残留成分を第２容器内の次の操作中
に、３つの公知の方法、すなわち熱的スイング
（ther−mal swing）または圧力スイング
（pressure swing）またはパージサイクルのいず
れか１つによつて脱着させることができる。熱的
スイング法は、特別な成分に対する吸着容量を低
いレベルへ減少させる温度に粒子を加熱すること
を含む。そうすると、該成分はパージガス流によ
つて容易に除去される。圧力スイング法は、床の
全圧を減少することによつて、脱着中の該成分の
分圧を減少し、温度を一定に保ちながら粒子の吸
着容量を減少させることを含む。パージサイクル
法は、脱着中、吸着剤から吸着された成分をスト
リツピングまたは追い出すための第２流体の使用
を含む。種々の公知のパージ剤、例えば水素ガ
ス、アンモニア、スチーム、炭化水素ガスなどを
用いることができる。 本発明は、第１図を参照することによつて最も
よく説明される。第１図は、供給混合物をその成
分に分離するための本発明の使用を含む。第１図
に示すように、垂直方向に流れているキヤリヤー
流体２は、デイストリビユーター４を通つて連続
的に流れ、キヤリヤー流体に対して垂直（すなわ
ちクロスフロー）方向に流れる固体吸着剤を含む
磁気的安定化流動床６を流動化する。デイストリ
ビユーターは床の下部に位置し、典型的には、該
床を支持する。固体流はキヤリヤー流体流に対し
て垂直である必要はないが、より有効な分離を得
るためには、かかる固体流が好ましい。典型的に
は、デイストリビユーターまたは床の傾斜角（す
なわちデイストリビユーターの水平に対する角）
は、45゜未満、好ましくは30゜未満であり、最も好
ましくは20゜未満である。キヤリヤー流体は、気
体であつても液体であつてもよい。成分Ａ〜Ｄを
有する供給混合物８は注入点１０から床６中へ導
入される。混合物の各成分は、固体吸着剤に対す
る吸着−脱着特性が異なる。この例では、成分Ａ
は吸着剤によつて最も弱く吸着され、成分Ｂ，
Ｃ，Ｄは次第に強く吸着される。各成分は、キヤ
リヤー流体の上昇流と床固体の横断流とのために
床中を移動する。かくして、各成分は、２方向に
速度ベクトルをもつ。すなわち一方は固体への吸
着による固体移動の方向であり、他方は固体から
の成分の脱着による床の上表面へ向かうキヤリヤ
ー流体の方向である。特別な成分が床の上表面か
ら出る点は、床固体の横断流速度、キヤリヤー流
体の速度、床固体の吸着−脱着特性を含む種々の
因子に依存する。例えば、最も吸着が弱い成分
（成分Ａ）は、移動固体によつてあまり運ばれず、
供給混合物の注入点に近い位置１２で床の上表面
から出る。Ａより強く吸着される成分（成分Ｂ，
Ｃ，Ｄ）は、吸着剤と共にさらに下流へ運ばれ、
従つて、供給物注入点から遠い位置１４，１６，
１８で床の上表面から（キヤリヤーガスの一部と
共に）出る。次に成分Ａ〜Ｄは、キヤリヤー流体
と共に、注入点からそれぞれ異なる距離だけ下流
の所で床の上表面から回収される。 本発明は、また、種々の方法で変形することに
よつて、供給混合物のクロマトグラフイー分離を
容易にすることができる。例えば、すべての分離
が、第１図に示すように供給混合物の１成分から
本質的になる供給混合物の一部分とキヤリヤーガ
スの一部分とを含む生成物流を生じるわけではな
い。供給混合物の組成によつて、成分を別々の生
成物流に完全に分離することが不可能ではないに
しても、困難である可能性があり、すなわち米国
特許第3494104号に記載されているように、相隣
る成分のオーバーラツプがあり得る。その上、ス
ループツト速度を増すと分解能は減少する。しか
し、オーバーラツプする成分を含む生成物流の少
なくとも一部分を供給混合物へ再循環させること
によつて、改良された分解能および成分分離を得
ることができる。 本発明は、床固体が接触容器中を移動するとき
に温度が漸進的に変化するように変形することが
できる。床の１つ以上の部分の示差加熱は、接触
容器の内側または外側に抵抗線または他の加熱用
素子を置くこと（または容器構造物の一体部分と
してそれらを含むこと）により、あるいは床の１
つ以上の部分中へ異なる温度のキヤリヤー流体を
導入することにより、あるいは両方法を併用する
ことによつて達成することができる。非等温条件
は、各成分画分のための適当な温度の選択を可能
にする（その結果各画分の改良された分離をもた
らす）ことによる、より良好な分離の調節を可能
にしかつ成分分離のための所要時間を短縮する。
通常のクロマトグラフイー分離と連結させた温度
プログラミングは、H.M.マクネアー（McNair，
H.M.）著、クロマトグラフイー
Chromatography）第３版〔編集：E.ヘフトマン
（E.Heftman）、バンノストランドライホールド
（Van Nostrand Reinhold）（1975）〕に記載され
ている。 もう１つの変形は、キヤリヤー流体と床固体の
両方の流れに対して横断する（すなわち非平行
な）方向に電場をかけることによつて、供給混合
物の３次元的分離（第１図に示す２次元的分離で
はなく）を行うことに関する。供給混合物の各成
分は、異なる電気的易動度を有し、そのため、各
成分は電場の方向へ異なる速度で移動する。従つ
て、電場の方向がキヤリヤー流体流と床固体流の
両方に非平行である場合には、各成分は３方向に
速度ベクトルを有することになる。すなわち１つ
は固体への吸着による固体の移動方向であり、も
う１つは固体からの成分の脱着による床の上表面
へ向かうキヤリヤー流体の方向であり、もう１つ
は印加電場の方向である。 供給混合物の３次元の連続的クロマトグラフイ
ー分離は、第２ａ図〜第２ｄ図からなる第２図を
参照することによつて、よりよく理解することが
できる。第２ａ図は、供給混合物の成分の３つの
速度ベクトルの方向を示す。第２ｂ図は、キヤリ
ヤー流体に対してクロスフローする方向に床固体
が移動している、第１図に示したものと同様な磁
気的安定化床内に於ける９成分Ａ，A′，A″，Ｂ，
B′，B″，Ｃ，C′，C″含有供給混合物の２次元の
連続的クロマトグラフイー分離を示す。説明のた
め、供給混合物の成分は、吸着性が増加する順序
に３群Ａ，Ｂ，Ｃであり、かつ各群の成分Ａ，
A′，A″は、吸着特性が等しい電気的速度が異な
ると仮定する。そのままでは、供給混合物の成分
は、群Ａ，Ｂ，Ｃによる２次元的分離を行うが、
各群内の成分の分離は起こらない。第２ｃ図は、
第２ｂ図をＡ−Ａ線について切つた側面図であ
り、キヤリヤー流体流と床固体流とに非平行な印
加電場の影響を示す。各群の成分は異なる電気的
易動度を有し、かくして異なる速度で電場の方向
へ移動するので、等しい吸着特性を有する成分
は、等しい電気的易動度をもつ成分が吸着クロマ
トグラフイーによつて分離されると同時に電気ク
ロマトグラフイーによつて分離されることにな
る。上記３次元的分離後の９成分の最終配置は、
第２図の線Ｂ−Ｂで切つた平面図である第２ｄ図
に示してある。成分の電気的易動度によつて混合
物を分離するための電場の使用は、米国特許第
3449938号に記載されている。 さらにもう１つの変形は、本発明のクロマトグ
ラフイー分離方法と同時に化学的反応を行うこと
を含む。反応性混合物から反応生成物を分離しか
つ除去するために本発明を用いることにより、特
に熱力学的平衡が好ましくない場合に、望ましく
ない逆反応を最小にするかあるいは阻止すること
ができかつ得られる収量を増加することができ
る。〔クロマトグラフイー反応器の初期の提案と
してE.M.マギー（Magee，E.M.）、Ｉ＆EC
Fundam.，２、32（1963）およびガジエフ
（Gaziev）ら、キネトカタル（Kinet Katal）、
４、688（1963）を参照のこと、および機械的に回
転される横断流装置へのクロマトグラフイー反応
器の応用についてはB.K.チヨー（Cho，Ｂ，K.）
ら、Chem.Eng.Sci.，35、74（1980）を参照のこ
と〕。 本発明は、また、米国特許第4001111号記載の
溶出クロマトグラフイー法の変化を可能にするよ
うに変形することもできる。該特許中に記載され
ているように、供給混合物からの２種以上の成分
の液相分離は、供給混合物およびキヤリヤー流体
＋溶離液を順次に塔中へ注入することによつて得
ることができる。供給成分が異なる分配係数を有
しているならば、２相間でのそれぞれの分配に従
つてそれぞれの成分の示差移動による成分の分離
が起こる。本発明の使用により、供給物注入点か
ら種々の距離に於いて異なるキヤリヤー流体を注
入しながら、あるいはキヤリヤー流体の濃度を変
えながら、供給混合物の２種以上の成分の液相分
離を得ることができる。また、(1)キヤリヤー・溶
離液中の溶離液を供給点からの距離によつて段階
的に増加させること、および(2)供給物が床中を通
るとき、供給点からの距離によつてキヤリヤー・
溶離液中の溶離液濃度を連続的に増加させるこ
と、および供給物成分の溶出中、弱い溶離液を強
い溶離液に代えることによつて、生成物ピークの
テーリングの減少ならびに分離容器の大きさおよ
び溶離液の容量の減少が得られる。 本発明は、以下の実施例を参照することによつ
てさらに理解されるであろう。これらの実施例
は、添付した本発明の特許請求の範囲を限定する
ためのものではない。 実施例 １ 磁気的安定化床に於ける連続的クロマトグラフ
イー分離操作を示すために用いられる実験的装置
を第３図に示す。第３図に示すように、固体が空
気流に対してクロスフロー方向に連続的に移動す
るとき、流動化用空気２０は多孔性青銅デイスト
リビユーターグリツド２２を通つて連続的に注入
される。固体は、左側の溝２６を通つて床へ添加
され、栓流で右側へ送られ、グリツドの終わりの
長さ2.45cmの空間３０を通つて床から出る。固体
流方向の床の長さは約69cmであり、床の幅は7.62
cmである。グリツドは２部分に分けられ、各部分
は長さ約34.5cmであり、おのおのが独立に流動化
用空気を供給される。固体は、−20＋60米国篩70
重量％のステンレス鋼／アルミナ複合物である。 磁場は、クロスフロー床を囲んで、一方を他方
の上方へ15.5cm離して置き、並列に接続させた２
個のソレノイド状電磁石によつて生成される。磁
石は長円形に設計され、内側寸法が約30cm×105
cmである。おのおのは、508巻きの＃８エナメル
引き銅線でできている。 見掛け流動化用空気速度30.3cm／秒、床固体ク
ロスフロー速度0.56cm／秒、床高さ14cm、印加磁
場191.7エルステツドを用いて実験を行つた。外
径0.32cm、内径0.16cmの銅管を通して、注入点３
２から痕跡量のHeおよびCO2を導入した。 固体流に平行な床２４の上表面に沿つて“リー
クメーター（leakmeter）の試料管を通す（熱伝
導率を測定する）ことによつて、各成分の濃度を
測定した。各成分について個々にかつ両成分の同
時注入について実験を行つた。ヘリウムは、濃度
計の負の偏位を起こしたが、CO2は正の偏位を起
こした。CO2は、Heよりもアルミナに強く吸着
されかつHeよりもゆつくりと床中を垂直に移動
し、かくしてHeが出た点よりも注入点からさら
に下流の床２４の上表面から出た。クロスフロー
磁気的安定化床中へHeおよびCO2の両方を同時
にかつ連続的に注入した実験の結果を第４図に示
す。 実施例 ２ ３種の正パラフインの分離 実施例１記載の装置および供給物としての数種
の正パラフインを用いて、軽負荷の場合、混合物
の分離の際の成分ピークの位置が各成分を個々に
注入したときと同じかどうかを決定するために実
験を行つた。この実験のために選んだ正パラフイ
ンは、メタン、ｎ−ブタン、ｎ−ペンタンであ
る。用いた検出系はストリツプチヤート記録計に
接続されたミリボルト出力を有する水素類イオン
化検出器である。この検出器は約２秒の遅れ時間
をもつていた。チヤート速度は5.08cm／分であ
り、検出器プロープは、固体流の方向に0.085
cm／秒で床の上表面に沿つて移動した。 見掛け流動化用空気速度34.8cm／秒、床固体ク
ロスフロー速度0.513cm／秒、床高さ14cm、印加
磁場約200エルステツドを用いて実験を行つた。
メタンおよびｎ−ブタンは、シリンダーからのガ
スとして入手可能であつた。ｎ−ヘプタンは、液
体ｎ−ヘプタンを用いかつバブルカラム
（bubble column）を通してアルゴンガスを通す
ことによつて生成させた。 第５図は、個々の正パラフインの溶出曲線を示
し、第６図は、パラフイン混合物の溶出曲線を示
す。両図を比較すると、混合物として床中へ注入
されたときの各成分の溶出位置がそれぞれを個々
に注入したときとほとんど同じであることがわか
る。 実施例 ３ ５種の正パラフインの分離 本実施例は、実施例１記載の装置と実施例２記
載の検出系とを用いる、５種の正パラフインの連
続的クロスフローMSBクロマトグラフイー分離
を示す。用いた５種の正パラフインは、メタン、
ｎ−ブタン、ｎ−ヘプタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−
ヘプタンである。実験は、見掛け流動化用空気速
度35.9cm／秒、床固体クロスフロー速度0.54cm／
秒、床高さ14cm、印加磁場約200エルステツドで
行われた。記録計のチヤート速度は2.54cm／秒で
あつた。実施例２のように、メタンおよびｎ−ヘ
プタンは、シリンダーからのガスとして用いた。
ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタンガス
は、バルブカラム中を通したアルゴンガスを用い
て生成させた。 ５種のパラフインの連続注入から得られたクロ
スフローMSBクロマトグラムを第７図に示す。
個々の成分についての試験（図には示してない）
は、混合物の場合の各成分の溶出位置が個々の成
分での実験の溶出位置とほとんど同じであること
を示す。 実施例 ４ 床高さ増加の影響 床高さ22cm、見掛け流動化用空気速度35.2cm／
秒、床固体クロスフロー速度約0.5cm／秒を用い
て実施例２を繰返した。 第８図は、床高さ14cm（第６図に示した）およ
び22cmを用いた結果を示す。この図からわかるよ
うに、床高さの増加によつて、相隣る生成物ピー
クの改良された分解能（すなわち供給成分の改良
された分離）が得られる。 実施例 ５ 回転木馬型（Carousel）型床の使用 本実験では、固体の移動方向（すなわち横断流
方向）に実質的な速度成分を有する、床に入る流
動化用流体と床中の固体の少なくとも一部分が接
触するような方法で回転木馬（Carousel）型磁
気的安定化床を用いた。床に入る流動化用流体の
横断方向の運動量が固体へ移行し、床の横断流動
を起こさせる。使用した回転木馬型装置は、固体
を動かすための外部手段を有しない密閉構造物で
ある。並列に接続されかつ一方が他方から15.5cm
離れて上方にある２個のソレノイド状電磁石が全
装置を囲んでいる。各電磁石は長円形設計で、
508捲きのエナメル引き銅線でできており、30cm
×105cmの内側寸法を有する。 本実施例に於て、床の一方の側に小さいバツフ
ルを用いて、6.5cmの床高さに於てスムースな固
体流を得た。−30＋35米国篩に篩別した、ステン
レス鋼70重量％、アルミナ30重量％の複合物であ
る固体を、所望の固体流の方向に垂直に対して
25゜傾斜し、直径0.061cmのグリツド孔の18列をも
つ厚さ0.64cmの有孔デイストリビユーターグリツ
ド上を水平に循環させた。 床の底の１点からメタンとｎ−ヘキサンとの混
合物を注入した。メタンは純粋であつたが、ｎ−
ヘキサンは、加熱バルブカラムで生成され、アル
ゴンを含有していた。流動化用空気の見かけ速度
は63cm／秒、固体横断流速度は0.46cm／秒、磁場
は232エルステツドであつた。ピークの溶出位置
を決定するために、1.8秒の試料遅れ時間をもつ
水素類イオン化検出器を用いた。固体流の方向へ
の検出器プロープ速度は0.085cm／秒であつた。 個々の成分および混合物のストリツプチヤート
記録を第９図に示す。
【図面の簡単な説明】
第１図は、連続的クロマトグラフイー分離に於
ける、横断流磁気的安定化流動床の使用を示し、
第２ａ−２ｄ図は、連続的クロマトグラフイー分
離に使用する場合の横断流磁気的安定化流動床の
変形を示し、第３図は、横断流磁気的安定化流動
床を用いる、ヘリウムと二酸化炭素との連続的ク
ロマトグラフイー分離を示し、第４図は、横断流
磁気的安定化流動床中に於けるヘリウムと二酸化
炭素との連続的クロマトグラフイー分離の実験結
果を示し、第５図は、横断流磁気的安定化流動床
中に於けるメタン、ｎ−ブタン、ｎ−ペンタンの
溶出曲線を示し、第６図は、横断流磁気的安定化
流動床中に於けるメタン、ｎ−ブタン、ｎ−ペン
タンの混合物の溶出曲線を示し、第７図は、横断
流磁気的安定化流動床中に於けるメタン、ｎ−ブ
タン、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタ
ンの混合物の連続的クロマトグラフイー分離を示
し、第８図は、横断流磁気的安定化流動床に於け
る増加した床さの影響を示し、第９図は、流体誘
起横断流磁気的安定化流動床中に於ける、メタン
およびｎ−ヘキサンの個々のおよび混合物の溶出
曲線を示す。 図中：２…キヤリヤー流体、４…デイストリビ
ユーター、６…磁気的安定化流動床、８…供給混
合物、２０…流動化用空気、２２…デイストリビ
ユーターグリツド、２４…床。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 磁化性粒子を含有する移動床の流を横断
    して上昇様式で該移動床中を通るキヤリヤー流
    体によつて流動化されておりかつ該移動床中で
    固体が逆混合することを抑えるのに十分な強さ
    をもつ磁気的手段で安定化されている該移動床
    中へ、少なくとも２成分を含有する供給混合物
    を導入する工程と、 (b) 該供給混合物から成分の１つの少なくとも一
    部分を分離するのに必要な時間、該供給混合物
    を該移動床中の吸着剤と接触させる工程と、 (c) 成分の１つの少なくとも一部分を含有する供
    給混合物の一部分とキヤリヤー流体の一部分と
    を含む少なくとも１つの生成物流を、該移動床
    の通路に沿つて該移動床から回収する工程と を特徴とする少なくとも２成分を含有する供給混
    合物を連続的に分離する方法。 ２ 磁化性粒子が非強磁性物質、強磁性物質、フ
    エリ磁性物質またはそれらの混合物と吸収剤との
    複合物であることを特徴とする特許請求の範囲第
    １項記載の方法。 ３ 磁化性粒子を非強磁性粒子と混合することを
    特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４ 非強磁性物質がイオン交換樹脂またはゼオラ
    イトであることを特徴とする特許請求の範囲第２
    項または第３項記載の方法。 ５ 供給混合物の成分が炭化水素であることを特
    徴とする特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれ
    か１項記載の方法。 ６ 供給混合物の成分がC8芳香族異性体である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第５項
    のいずれか１項記載の方法。 ７ 磁気的手段が外部印加磁場を用いて得られる
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第６項
    のいずれか１項記載の方法。 ８ 磁気的手段が永久磁化粒子を用いて得られる
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第７項
    のいずれか１項記載の方法。 ９ 転移速度と作動速度との差対転移速度と通常
    の最低流動化速度との差の比が−0.1〜＋0.5の範
    囲であるように床を作動させることを特徴とする
    特許請求の範囲第１項〜第８項のいずれか１項記
    載の方法。 １０ 導入時に横断方向に速度成分を有する流動
    化用流体を床の下部中へ導入しかつ床の上表面か
    ら流体を回収することを特徴とする特許請求の範
    囲第１項〜第９項のいずれか１項記載の方法。
JP58016872A 1982-02-02 1983-02-02 磁気的に安定化された流動床に於ける連続的クロマトグラフイ−分離 Granted JPS58146409A (ja)

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