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KR100570932B1 - 유체 분배-혼합-추출 장치 및 관련 방법 - Google Patents

유체 분배-혼합-추출 장치 및 관련 방법 Download PDF

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KR100570932B1
KR100570932B1 KR1020017002473A KR20017002473A KR100570932B1 KR 100570932 B1 KR100570932 B1 KR 100570932B1 KR 1020017002473 A KR1020017002473 A KR 1020017002473A KR 20017002473 A KR20017002473 A KR 20017002473A KR 100570932 B1 KR100570932 B1 KR 100570932B1
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rails
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퍼슈나이더질레
비구이쟝-크리스토프
칼베르올리비에
호프만프레데릭
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앵스띠뛰 프랑세 뒤 뻬뜨롤
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Abstract

본 발명은 몇 종류의 유체, 즉 1종 이상의 주유체 및 2종 이상의 부유체를 수집, 분배, 혼합 또는 추출하기 위한 장치(DME) 또는 패널에 관한 것으로, 주유체(3, 9) 수집 수단과, 부유체를 통과시키는 2개 이상의 주입 및/또는 추출 라인(6, 7)과, 이들 주입 및/또는 추출 라인과 오리피스 또는 통로(6I, 7I)를 통해 연통하는 2개 이상의 혼합 챔버(11a, 11b)와, 이 혼합 챔버로부터의 유체를 재분배하는 재분배 수단(12, 4)과, 상기 수집 수단 및 재분배 수단을 분리하는 분리 수단(5a, 5b)을 포함하며, 상기 추출 라인(6, 7)은 서로 상하로 위치하고, 상기 혼합 챔버(11a, 11b)는 이들 추출 라인의 각 측부에 위치하며 주입 기능을 행하는 오리피스에 대해 대칭적이다. 본 발명은 모사 가동층에서 파라크실렌을 분리하는 공정에 효과적으로 사용될 수 있다.

Description

유체 분배-혼합-추출 장치 및 관련 방법{FLUID DISTRIBUTOR-MIXER-EXTRACTOR AND RELATED METHOD}
본 발명은 몇 종류의 유체[1종 이상의 주유체(主流體)와 2종 이상의 부유체(副流體)]를 수집, 분배, 혼합, 첨가 및/또는 인출할 수 있도록 하는, DME로 약칭되는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 특히 기상, 액상 또는 초임계상의 유체를 위한 크로마토그래피 분야에 적용될 수 있다.
또한, 본 발명은 직물의 생산에 있어서 중간 석유 화학 제품인 테레프탈릭 산(terephthalic acid)의 합성을 목적으로 크실렌 및 에틸벤젠의 혼합물에 수용되어 있는 파라크실렌을 모사 가동층(simulated moving bed)에서 분리하는 공정에 사용될 수 있는 DME에 관한 것이다.
본 발명은 또한, 예를 들면 크실렌 및 에틸벤젠 이성질체 화합물, 포화 지방산 및 그 에스테르로부터 선택된 화합물의 혼합물, 파라핀 및 올레핀 화합물, iso-파라핀 및 n-파라핀의 혼합물, 그리고 다른 화합물을 분리하는 데에 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 장치는 액상, 기상 또는 초임계상에서 작동할 수 있으며, 또한, 모든 분리 공정 분야, 특히 화학, 석유 화학 또는 원유 관련 분야에서 사용될 수 있다.
분리 공정 분야에서, 예를 들면 둘 이상의 상이한 화합물 또는 동일한 화합물의 2종류의 이성질체를 포함하는 성분을 분리하기 위해서는 모사 가동층 시스템에 의존하는 것이 통상적이다. 사용되는 흡착 물질로는, 예를 들면 고체가 있다.
모사 역류(simulated countercurrent)로 작동되는 흡착 장치를 예시하는 기술적 배경은, 예를 들면 미국 특허 제2,985,589호에 기재되어 있다.
이 공정에서는, 펌프를 통해 도입된 주유체가 컬럼의 중앙 축선을 따라 고체층을 통해 흐른다. 이 공정으로 최선의 성능을 발휘하려면, 주유체가 피스톤식 흐름(플러그 흐름)에 따라 흡착층을 통해 흐르는 것이, 다시 말하면 흡착층면의 모든 점에서 가능한 한 균일한 조성과 흐름 전면을 갖는 것이 중요하다.
선행 기술에는 그러한 흐름을 형성하고 유지하려고 시도한 여러 수단에 관해 기재되어 있다.
모사 역류를 이용한 용례로서, 미국 특허 제3,214,247호에 기재된 장치는 상부 그리드와, 입자를 고정시키기 위한 하부 그리드와, 이들 두 그리드 사이에 위치하는 천공되지 않은 2개의 수평 배플을 포함한다. 유체는 이들 배플 또는 디플렉터 사이의 중앙 공간으로부터 장치의 전체 단면을 가로지르는 호스에 의해 첨가 또는 추출된다. 이러한 장치로는 주유체가 컬럼 내를 흐르는 상태에서 주유체를 재혼합시킬 수 있고, 주유체에 첨가된 유체 또한 원활하게 혼합시킬 수 있다.
또한, 미국 특허 제5,792,346호 및 제5,755,960호에는 특히 유체를 혼합, 추출 또는 첨가하는 기능을 갖는 유체 분배 패널 또는 DME가 개시되어 있다. 이들 DME는 유체 분배-수집 회로와 연결되어 있으며, 이 유체 분배-수집 회로는 특히, 예를 들면 컬럼 외부로부터 패널로, 그리고 역으로 패널로부터 외부의 수집망으로 유체 입자가 통과하는 시간을 균일하게 하는 기능을 갖는다.
실제로, 유체 입자의 통과 시간 중에 흐르는 조성물로의 분산은 유체가 DME로 분배되는, 또는 DME로부터 추출되는 방식으로도 이루어질 수 있다.
어떤 분배 또는 수집 회로는 유체의 분산 시간을 감소시키는 데에 적절하다. 이들 회로의 기하학적 형상은 일반적으로 플레이트의 형상과, 이들 플레이트에서 DME가 배치된 형상에 따라 구성된다.
예를 들면, 미국 특허 제5,792,346호에 따르면, 부유체를 분배 또는 추출하기 위한 회로는 분배 대칭성을 갖고, 유체의 이송 라인의 길이가 같다. 이들 회로에 의하면 분리기 형태로 유체를 분배할 수 있거나, 분리 컬럼의 중심으로부터, 또는 분리 컬럼의 중심을 향해 반경 방향으로 분리할 수 있다.
미국 특허 제5,755,960호에 의하면, 분배-수집 회로는 분배 플레이트를 형성하는 각 패널로 부유체를 분배하거나, 각 패널로부터 부유체를 수집하기 위한 몇 개의 분기부를 포함하는 몇 개의 반경 방향 호스로 구성된다. 상기 분기부는 이들이 연결되어 있는 반경 방향 이송용 호스의 전체 또는 일부 길이에 걸쳐 분포되어 있다. 이의 변형례에 의하면, 컬럼 주변에 위치하는 링 또는 절반의 링으로부터 유체가 분배되도록 구성된다. DME까지 유체를 이송하는 호스는 상기 링 또는 절반의 링의 전체 길이에 걸쳐 분포되어 있다.
도 1은 본 발명에 따른 DME의 패널의 실시예를 상세하게 보여주는 도면.
도 1a, 도 1b 및 도 1c는 몇몇 변형례의 단면도 및 평면도.
도 2a 및 도 2b는 이송 패널의 예를 보여주는 평면도 및 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 패널을 포함하는 몇 개의 플레이트를 구비한 분리 컬럼의 길이 방향 단면도.
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 유체 분배-수집 시스템의 몇 가지 변형례를 보여주는 도면.
본 발명의 목적은 2개의 혼합 챔버 및 분배-수집 레일을 갖는 특정 구조를 통해 가능한 가장 대칭적으로 유체를 분배 또는 수집하도록 하는, 특히 유체를 수집, 혼합, 추출 또는 재혼합하는 기능을 갖는 DME라고 부르는 장치를 제공하는 것이다.
특히, 본 발명의 목적은 유체의 혼합 공정을 개선해서, 혼합 공정의 결과로 얻는 조성을 향상시키는 것이다. 본 발명에 따르면, 가능한 한 가장 균질하게 흡착제를 통과하는 플러그 흐름 및 흐름 조성을 얻을 수 있다.
이하의 명세서에 있어서, 제1 레벨 챔버는 유체를 2개 이상의 흐름으로 분할하거나 2개 흐름의 유체를 수집하는 하는 기능을 갖는 챔버를 의미하고, 제2 레벨 챔버는 상기 제1 레벨 챔버로부터의 유체를 2개 이상의 흐름으로 분할하거나 2개 흐름의 유체를 수집해서 상기 제1 레벨 챔버로 이송하는 기능을 갖는 챔버를 의미한다.
DME라는 용어는 특히 1종 이상의 유체를 수집, 혼합, 추출 또는 재혼합하는 기능을 갖는 패널을 의미한다.
본 발명은, 몇 종류의 유체, 즉 1종 이상의 주유체 및 2종 이상의 부유체를 수집, 분배, 혼합 또는 인출하는 장치(DME로 약칭함) 또는 패널에 관한 것으로, 이 DME 또는 패널은,
·상기 주유체를 수집하는 수집 수단과,
·상기 부유체를 통과시키는 2개 이상의 주입 및/또는 인출 레일과,
·이들 주입 및/또는 인출 레일과 오리피스 또는 통로를 통해 연통하는 2개 이상의 혼합 챔버와,
·이들 혼합 챔버로부터의 유체를 재분배하는 재분배 수단과,
·상기 수집 수단 및 상기 재분배 수단을 분리시키는 분리 수단을 포함한다.
상기 DME 또는 패널은 상기 주입 및/또는 인출 레일이 서로 상하에 위치하고, 상기 혼합 챔버는 하나 이상의 상기 주입 및/또는 인출 레일의 양측부에 위치하는 것을 특징으로 한다.
상기 혼합 챔버는, 예를 들면 상기 오리피스에 대해 상기 혼합 챔버 내에서 가능한 한 가장 균일하게 유체를 주입 또는 인출하도록 배치되어 있다.
상기 주입 레일과 상기 혼합 챔버는, 예를 들면 대략적으로 상기 DME의 표면의 무게 중심에 위치한다.
상부 레일에는 2개 이상의 호스가, 하부 레일에는 하나 이상의 호스가 마련되며, 이들 호스는 상기 레일 및 혼합 챔버에서 부유체가 가장 대칭적으로 순환하도록 배치된다.
상기 레일로부터의 부유체를 통과시키기 위한 개구는 상기 부유체를 상기 혼합 챔버로 주입하는 기능을 하며, 상기 개구의 축선은 결과로 얻은 유체가 상기 DME의 구성 요소 중 하나의 중실벽(solid wall)의 적어도 일부를 타격하도록 구성된다.
상기 부유체의 하부 회로 또는 하부 레일의 하부 벽은, 예를 들면 하부 그리드에 위치한다(유닛의 기계적 거동을 개선하기 위해서).
본 발명은 또한, 예를 들면 챔버를 포함하고, 이 챔버는 제1 흡착층(A1)과 제2 흡착층(A2)을 포함하며, 이들 흡착층은 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 패널(DME)을 하나 이상 포함하는 플레이트(Pi)에 의해 분리되어 있고, 상기 DME는 연결 호스를 통해 외부와 연결되어 있는 것인 장치 또는 분리 컬럼에 관한 것이다.
상기 DME의 상부 레일은 유체를 수집하는 기능을 행하고, 상기 DME의 하부 레일은 유체를 주입하는 기능을 행할 수 있다.
상기 DME의 상부 레일은, 예를 들면 유체를 주입하는 기능을 행하고, 상기 DME의 하부 레일은 유체를 수집하는 기능을 행한다.
상기 DME의 상부 레일 및 하부 레일은 각각 유체 주입-수집 기능을 행한다.
주입 기능을 행하는 상기 레일의 개구는, 예를 들면 오리피스를 통과한 분출 유체가 상기 DME의 구성 요소 중 하나의 중실벽의 적어도 일부를 타격하도록 배치된다.
상기 레일의 개구는 번갈아서, 또는 무작위로 배치된다.
상기 레일 및 개구의 파라미터는, 예를 들면 다음의 데이터로부터 선택된다.
·개구의 직경은, 예를 들면 2 내지 15 mm이고, 바람직하게는 4 내지 7 mm이며, 이 개구는 주입 기능을 행한다.
·천공 간격은 25 내지 400 mm이고, 바람직하게는 50 내지 200 mm이다.
·유체의 유량은 3 내지 20 m/s이고, 바람직하게는 5 내지 15 m/s이다.
상기 천공 간격값은 상기 유량값과 함께 고려해서 상기 부유체 및 주유체가 원활하게 혼합될 수 있도록 선택한다.
상기 혼합 챔버와, 이 혼합 챔버의 개구의 파라미터는, 예를 들면 다음 값들로부터 선택된다.
·개구의 직경은 5 내지 50 mm이고, 바람직하게는 10 내지 25 mm이다.
·천공 간격은 25 내지 400 mm의 간격으로부터, 바람직하게는 50 내지 200 mm의 간격으로부터 선택된다.
·혼합물의 유량은 0.5 내지 3.5 m/s이고, 바람직하게는 1.0 내지 2.0 m/s이다.
본 발명에 따른 장치는 2개 이상의 유체 분배 시스템을 포함할 수 있으며, 이 분배 시스템은,
·챔버의 주변에 위치하고,
·하나 이상의 분배 플레이트(Pi)와 연결되어 있으며, 그리고, 상기 분배 시스템은
·본 발명에 따른 장치와 외부를 연통시키는 하나 이상의 호스와,
·이 호스와 연결되어 유체의 흐름이 2방향으로 분할 또는 수집되도록 하는 하나 이상의 소위 제1 레벨 챔버(N1)와,
·이 제1 레벨 챔버(N1)로부터 도입되는, 또는 그 제1 레벨 챔버(N1)로 이송되는 유체의 흐름이 2방향으로 분할 또는 수집되도록 하는 2개 이상의 소위 제2 레벨 챔버(N20, N21)와,
·이 제2 레벨 챔버(N20, N21)와 플레이트(Pi)의 하나 이상의 패널(DME)과의 사이에서 연장되는 하나 이상의 연결 호스[C(N20)j, C(N21)j]를 포함하며,
·이들 연결 호스를 연결하기 위한 연결점(rj)은 구역(Z20, Z21)에 위치하고, 이 구역의 위치는 상기 플레이트(Pi)의 반경 방향 축선 가운데 하나로부터 측정되는 각도(α)에 의해 결정되며, 상기 연결 호스는 각각 길이(li)를 갖고, 이 길이(li)와, 상기 각도(α)와, 상기 구역의 길이(Zr) 각각의 값은 상기 플레이트(Pi)의 패널(DME)과, 유체를 도입 또는 추출하기 위한 호스와의 사이를 유체가 통과하는 시간이 모든 유체에 대해 대략 동일하도록 선택되는 것을 특징으로 한다.
얻을 수 있는 최소 분산 시간은, 예를 들면 유체가 공급된 DME의 최초 구멍과 최후 구멍 사이의 시간 간격과 동일하며, 이 값은 10초 이하이고, 바람직하게는 5초 미만이다.
플레이트(Pi)는 4개 부분으로 분할될 수 있다.
각 플레이트(Pi)는, 예를 들면 (자오선 형태의) 평행한 절단부를 따라 몇 개의 패널 또는 DME로 분할될 수 있다.
상기 각도(α)는, 예를 들면 30 내지 90도이고, 바람직하게는 50 내지 60도이며, 각도 영역(angle sector)에 상응하는 상기 길이(Zr)는 3 내지 30도이고, 바람직하게는 7 내지 15도이다.
본 발명은 또한 혼합물 또는 성분 요소로부터 흡착에 의해 하나 이상의 화합물을 분리할 수 있도록 하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 특정 화합물을 분리해낼 주유체를 그 화합물을 분리할 수 있는 능력에 따라 선택된 흡착제와 접촉시키고, 몇 종류의 유체, 즉 1종 이상의 주유체 및 2종 이상의 부유체를 수집, 분배, 혼합 또는 인출하는 패널 또는 DME를 통해 부유체를 주입 및/또는 추출하며, 이 패널 또는 DME는
·상기 주유체를 수집하는 수집 수단과,
·상기 부유체를 통과시키는 2개 이상의 주입 및/또는 인출 레일과,
·이들 주입 또는 인출 레일과 오리피스 또는 통로를 통해 연통하는 2개 이상의 혼합 챔버와,
·이들 혼합 챔버로부터의 유체를 재분배하는 재분배 수단과,
·수집 수단과 재분배 수단을 분리시키는 분리 수단을 포함하고,
·상기 레일은 서로 상하에 위치하고, 상기 혼합 챔버는 하나 이상의 상기 레일의 양측부에 위치한다.
주입 기능을 갖는 오리피스를 통해 유체를 통과시킴으로써 가능한 한 가장 균일하게 유체를 상기 혼합 챔버 내로 주입할 수 있다.
유체를 기능(주입 및/또는 인출), 속성, 또는 유량값에 따라 군으로 분류할 수 있다.
본 발명에 따른 장치 및 방법은 공급 원료로부터 크로마토그래피에 의해 기상, 액상 또는 초임계상의 유체를 분리하는 데에 적절하다.
본 발명에 따른 장치 및 방법은 또한 모사 가동층에서 파라크실렌을 분리하는 데에 적절하다.
선행 기술의 장치와 비교하여, 본 발명에 따른 DME와, 이 DME를 하나 이상 포함하는 분리 장치는 특히 다음과 같은 잇점이 있다.
·부유체와 주유체의 분배 대칭성이 양호하기 때문에, 플레이트 전체에 걸쳐 혼합이 개선되며, 따라서 분리 장치 내에서 순환하는 유체의 흐름에 있어서 조성 및 전반적인 플러그 흐름이 보다 균질해진다.
·DME로의 분배, 또는 DME로부터의 추출이, 동일한 플레이트에 대한 유체 흐름의 통과 시간들 간의 분산을 최소화하는 분배-수집 장치에 의해 이루어진다.
·컬럼 전체에 걸쳐 흐름 밀도가 대략 균일하다.
·플레이트의 표면 전체에 걸쳐 부유체의 흐름의 공간 분포가 균질하다.
본 발명에 따른 장치의 다른 특징과 잇점들은 이하에서 비제한적인 예시로서 주어진 예들의 상세한 설명을 첨부된 도면을 참고로 읽어감에 따라 드러날 것이다.
이하에 주어진 예는 분리 컬럼 내에서 2개의 입상 고체층 또는 흡착층 사이에 배치된 본 발명에 따른 DME의 적용을 비제한적으로 예시하기 위한 것이다. 분리 컬럼은, 예를 들면 파라크실렌을 분리하기 위해 사용된다. "부유체"라고 부르는 유체는, 분리 공정 중에서 흡착층에 흡착된 성분을 추출하기 위해 사용되는 탈착제에 의해 분리함으로써 얻은 공급 원료, 추출 유체 또는 라피네이트 등이 될 수 있다.
특히 유체를 수집, 혼합, 추출 또는 재혼합하는 기능을 갖는 기본 패널 또는 DME는 분배-수집 레일에 의해 2개의 대략 동일한 면으로 분할된다. 상기 분배-수집 레일은, 예를 들면 직사각형 단면을 갖는 2개의 박스 또는 레일을 중첩시킴으로써 형성된다.
패널 또는 DME는 분리 컬럼 내에서 주유체가 순환하는 방향을 고려할 때 상부 그리드(3) 및 하부 그리드(4)를 포함한다. 상부 그리드(3)는 주유체가 적어도 부분적으로 수집되도록 하고, 하부 그리드(4)는 혼합 챔버로부터의 혼합물이 패널 전체에 걸쳐, 그리고 하부에 배치된 흡착층의 표면 전체에 걸쳐 적어도 부분적으로 재순환되도록 하는 역할을 한다.
예를 들면 슬롯 형태인 이들 그리드 사이에는 다음과 같은 여러 구성 요소가 배치된다.
·특히, 후술하는 수집 채널 및 분배 채널을 분리하는 기능을 갖는 2개의 디플렉터(5a, 5b) 또는 배플,
·부유체를 통과시키는 2개의 레일(6, 7)로서, 이들 레일은, 예를 들면 서로 상하에 위치한다.
상부 레일(6)은 디플렉터 위에 위치할 수 있고, 하부 회로(7)는 2개의 디플렉터(5a, 5b) 사이에 위치할 수 있으며, 또한 하부 회로(7)는 그 높이에 따라 이들 디플렉터 아래에서 연장될 수 있다.
이들 회로 또는 레일(6, 7)의 하나 이상의 벽에는, 도면 부호 6i, 7i로 각각 지시된 하나 이상의 오리피스가 형성되어 있다. 도 1에서, 오리피스(6i)는 레일(6)의 하부벽에 형성되어 있고, 오리피스(7i)는 레일(7)의 측벽에 형성되어 있다. 오리피스(7i)의 축선은, 예를 들면 유체의 흐름이 디플렉터(5a, 5b)의 단부를 타격하도록 배치되어 있다.
상부 레일(6)의 경우에는 그 하면 또는 측면이, 하부 레일(7)의 경우에는 그 측면이 각각 대칭적으로 천공되어 있다. 오리피스의 분배 및 크기에 대한 사양은 다음과 같다.
·디플렉터(5a, 5b)의 연장부에는 각각 천공된 플레이트(8a, 8b)[개구 또는 슬롯(8ai, 8bi)]가 위치한다. 이들 플레이트(8a, 8b)는, 예를 들면 레일(7)의 측벽까지 연장된다. 오리피스(8ai, 8bi)는, 예를 들면 유체가 분배 공간(12)으로 통과하기 전에 유체의 혼합을 촉진시키도록 조정되어 있다.
·상부 그리드(3)와, 레일(6)의 상부와, 레일(6)의 측벽과, 디플렉터(5a, 5b)에 의해 구획된 주유체를 수집하기 위한 수집 공간(9)[기계 설계상의 이유로, 도면에 도시된 변형례는 3개의 부분으로 이루어진 그리드를 보여주며, 이들 부분은 벽(10a, 10b)을 매개로 서로 연결되어 있음]. 이 수집 공간(9)으로 인해서 주유체가 혼합 챔버로 배출될 수 있다.
·분배-수집 레일(7)의 양측부에는 2개의 혼합 챔버(11a, 11b)가 위치한다.
이들 혼합 챔버는, 예를 들면 이들 혼합 챔버로 1종 이상의 유체를 주입하는 기능을 갖는, 레일(6 또는 7)의 오리피스(6i, 7i)와 관련하여 배치되는 것이 바람직하다. 상기 혼합 챔버는, 예를 들면 유체가 전체 혼합 챔버 내에서 가능한 한 가장 균질하게, 균일하게 또는 대칭적으로 분사되도록 배치된다.
혼합 챔버(11a)는, 예를 들면 레일(6)의 벽의 일부와, 레일(7)의 측벽과, 디플렉터(5a)와, 천공된 플레이트(8a)에 의해 구획된다. 마찬가지로, 혼합 챔버(11b)는 레일(7)의 측벽과, 레일(6)의 하부벽의 일부와, 디플렉터(5b)와, 천공된 플레이트(8b)에 의해 구획된다.
이들 혼합 챔버는 DME 표면의 무게 중심에 위치하는 것이 바람직하다.
그리드(3)에 의해 수집된 주유체는 수집 공간(9)으로부터, 상부 레일과 디플렉터 중 하나의 상부벽과의 사이에 형성된 슬롯을 통해, 유체 공간의 형태를 갖는 혼합 챔버(11a, 11b)로 이동한다.
·혼합 챔버(11a, 11b)로부터의 혼합물을 재분배하기 위한 공간(12). 이 공간은 하부 그리드(4)와, 하부 레일(7)의 하부벽에 의해 구획되어 있으며, 이 하부 레일의 하부벽은 그리드(4), 혼합 챔버(11a, 11b) 및 2개의 디플렉터(5a, 5b)와는 다른 레벨에 위치한다.
오리피스와, 혼합 챔버와, 분배 및/또는 수집 레일의 위치 관계로 인해서, 재분배 공간으로부터 얻은 혼합물이 선행 기술의 장치에 비해 균질성이 개선된 조성을 갖는다.
부유체를 통과시키기 위한 레일 또는 회로(6, 7)와 2개의 혼합 챔버는, 예를 들면 긴 직사각형의 형상을 갖는다.
본 발명의 변형례에 따르면, 벽(1a, 10b)의 하단부와, 이와 상응하는 디플렉터(5a, 5b)와의 사이에, 혼합 챔버 내로 몇몇 분출 유체의 형태로서 주유체를 주입하는 일련의 조정된 오리피스 또는 슬롯을 생성할 수 있는 수단을 배치할 수 있다.
상기 혼합 챔버는 일련의 조정된 오리피스(8ai, 8bi)를 포함할 수 있으며, 이들 오리피스의 목적은 유체가 분배 공간(12)으로 통과하기 전에 유체의 혼합을 촉진시키거나, 상기 혼합 챔버의 기능을 촉진시키는 것이다.
레일(6, 7)과 혼합 챔버에서의 여러 오리피스의 분포 관계는, 혼합 챔버로 주입된 유체가 유체의 혼합을 촉진시키는 DME의 구성 요소 중 하나의 중실벽의 적어도 일부를 타격하도록 주입 기능의 측면에서 선택된다.
예를 들면, 레일(6)이 인출 기능을 행하고 레일(7)이 주입 기능을 행하는 경우, 이들 분배 레일에 대한, 그리고 여러 벽에서의 분포 관계에 따른 오리피스(6i, 7i)의 기하학적 데이터 및 치수 데이터는, 예를 들면 다음 값들로부터 선택된다.
·천공 간격은 25 내지 400 mm이고, 바람직하게는 50 내지 200 mm이다.
·직경은 2 내지 15 mm이고, 바람직하게는 4 내지 7 mm이다.
·유체의 유량은 3 내지 20 m/s이고, 바람직하게는 5 내지 15 m/s이며, 이 유량값에 의하면 각 회로(6, 7)의 모든 오리피스로 유체가 가능한 한 가장 균질하게 이송된다. 이 유량값과 천공 간격을 함께 고려함으로써 부유체 및 주유체가 원활하게 혼합될 수 있다.
유량 및 천공 간격의 값을 선택하기 위한 기준은 오리피스의 형상과는 무관하다.
인출망의 구성 및 크기 선택 기준은 주입망의 경우와 대략 동일하다. 차이점이 있다면 인출 레일의 천공 평면에 있을 것이다. 본 발명의 변형례에 따르면, 인출 레일의 개구 사이의 간격은 주입 레일의 경우의 대략 2배이다. 오리피스(6i, 7i)는, 예를 들면 번갈아서, 또는 무작위로 배치될 수 있다.
혼합 챔버의 유출 개구(8ai, 8bi) 또는 혼합물의 통과를 위한 오리피스는 다음과 같은 특성을 갖는다.
·천공 간격은 25 내지 400 mm의 간격으로부터, 바람직하게는 50 내지 200 mm의 간격으로부터 선택된다.
·직경은 5 내지 50 mm이고, 바람직하게는 10 내지 25 mm이다.
·혼합물의 유량은 0.5 내지 3.5 m/s이고, 바람직하게는 1.0 내지 2.0 m/s이다.
상기 오리피스 또는 유체 통로는 단일 슬롯, 다중 슬롯 또는 구멍과 같은 임의 형태의 기하학적 형상을 취할 수 있다.
주유체를 수집하기 위한 수집 공간은 무용 부피와 유체의 난류를 최소화하기에 적절한 형상을 갖는 것이 바람직하다. 이 수집 공간은, 예를 들면 높이가 3 내지 25mm이고, 바람직하게는 7 내지 15mm이며, 대략적으로 직사각형 또는 원뿔형이다. 이 수집 공간은 본 출원인의 상기 미국 특허 제5,755,960호에 기재된 특징을 포함할 수 있다.
그리드의 전방에서 혼합물을 재분배하기 위한 재분배 공간은, 예를 들면 주유체의 물리적 특성을 고려해서 결정될 수 있다.
혼합 챔버의 내부 공간은 무용 부피를 최소화하도록 구성하는 것이 바람직하다. 이 혼합 챔버의 크기는 상기 미국 특허 제5,792,346호 또는 제5,755,960호 중 하나에 기재된 내용으로부터 선택할 수 있다.
혼합 챔버 내부에는 임의의 난류 촉진 수단을 부가할 수 있다. 이들 난류 촉진 수단은 혼합의 효율을 증가시키는 장애물, 배플 또는 다른 수단의 형태를 취할 수 있다. 이 혼합 챔버의 용적은 재귀혼합(retromixing) 현상의 영향을 최소화하기에 적절한 충분한 작은 크기로 선택할 수 있다.
도 1a에는 분리 컬럼의 2개의 흡착층(1 및 2) 사이에 위치하는 DME의 구성예의 단면도가 도시되어 있다. DME의 각 레일은 호스(20, 21)를 통해 외부와 연통한다.
도 1b에는 본 발명에 따른 패널 또는 DME를 포함하는 분리 컬럼의 원형 플레이트의 평면도가 도시되어 있다.
도 1c에는 플레이트가 정사각형인 변형례가 도시되어 있다.
도 2a 및 도 2b에는 패널을 분리 컬럼의 외부와 연결시키는 호스의 구성예의 평면도 및 단면도가 각각 도시되어 있다.
이 구성예는 비제한적인 예시로서 주어진 것이며, 레일은 서로 상하에 위치하고, 각 레일의 중앙 축선은 대체로 나란하며, 상부 레일의 기능은 유체를 추출하는 것이고, 하부 레일의 기능은 혼합 챔버로 유체를 주입하는 것이다.
예를 들면, 부유체를 추출하기 위해 사용된 상부 회로(6)는 주호스(20)에 연결되어 있는 적어도 2개의 추출 호스(201 및 202)를 포함한다. 호스(21)를 통해서 컬럼 외부로부터의 유체를 하부 분배 레일(7)에 주입할 수 있다.
2개의 추출 호스(201 및 202)는 호스(21)의 양측부에 배치됨으로써 유체가 상부 레일로 가능한 가장 대칭적이고 균질한 방식으로 주입되도록 한다. 호스(21)는 레일(6)의 축선 근방에 위치하는 것이 바람직하다.
레일(6 및 7)은 분리 컬럼 외부의 부유체를 군으로 분류함에 따라 분배 또는 추출 등의 다양한 기능을 발휘할 수 있으며, 그 예의 일부를 이하에서 설명한다.
본 발명의 변형례에 따르면, DME 또는 패널은 또한 몇 개의 주입-수집 시스템으로 분할될 수 있으며, 따라서 몇 개의 중첩된 레일 시스템을 포함할 수 있다. 이 경우, 호스(20, 21)는 도 2a 및 도 2b를 참고로 전술한 경우와 대체로 동일한 방식으로 상부 레일 및 하부 레일에 대해 배치되도록 분할된다.
DME를 통해 얻을 수 있는 유리한 점을 보다 잘 이해하기 위해서, 도 3에는 도 1, 도 2a 및 도 2b의 경우와 관련하여 전술한 분배 패널을 포함하는 모사 가동층에서 크로마토그래피법에 따라 유체를 분리하기 위한 컬럼이 도시되어 있다.
이 컬럼은, 예를 들면 대체로 원통형이고, 예를 들면 몇 개의 흡착층(A1 내지 An)에 분포되어 있는 흡착제로 충전되어 있는 챔버(30)와, 각 흡착층 사이에 위치하는 유체 분배 플레이트(Pi)와, 하나 이상의 패널 또는 DME를 구비하는 플레이트를 포함한다.
상기 컬럼의 하단부로부터 라인(31)을 통해 인출된 주유체는 펌프(32) 및 라인(33)을 통해 재순환되어 상기 컬럼의 상단부로부터 라인(34)을 통해 상부 흡착층(A1)으로 도입된다. 또한, 예를 들면 직경이 큰 컬럼은 챔버의 수직 축선과 대체로 나란한 중앙 빔(35)을 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 컬럼은 또한 플레이트 사이에 바이패스 라인(Li,j)을 포함할 수 있으며, 이 바이패스 라인의 작동 원리는 프랑스 특허 출원 제97/16,273호에 기재되어 있고, 이 특허 출원의 내용을 본 명세서에 참고로 인용한다. 그러한 공정에 따르면, 공정을 통해 얻는 생성물의 순도를 특히 증가시킬 수 있다.
크실렌 공급 원료로부터 파라크실렌을 분리하기 위해서 12개의 흡착층을 각각 구비한 2개의 컬럼이 사용되며, 전체 24개의 흡착층은 4개 이상의 구역으로 분할되고, 각 구역은 컬럼 외부로부터의 유체의 주입(예를 들면, 탈착제 또는 공급 원료로부터)과 다른 유체의 인출(예를 들면, 추출액 또는 라피네이트)에 의해 구획된다. 예를 들면, 제1 구역에는 5개의 흡착층이 할당되고, 제2 구역에는 9개, 제3 구역에는 7개, 그리고 제4 구역에는 3개의 흡착층이 할당된다.
플레이트(Pi)의 패널은, 예를 들면 부유체 이송 라인[공급 원료 주입 라인(36), 탈착제 주입 라인, 추출액 인출 라인(38), 라피네이트 인출 라인(39), 그리고 임의의 제5 역분출(back flush) 유체 주입 라인]을 통해서 컬럼 외부와 연결된다. 간략화를 위해 상기 역분출 라인은 도시하지 않는다.
각 라인에는 도면 부호 Vfi, Vei, Vsi 및 Vri로 지시되어 있는 순차적인 밸브가 마련되어 있으며, 여기서 첨자 i는 플레이트(Pi)를 의미하고, f는 공급 원료, e는 추출물, s는 탈착제, 그리고 r은 라피네이트를 각각 나타낸다. 이들 밸브의 집합은 부유체의 각 주입 지점을 주기적으로 전진시키기에 적절한 순차적인 교환 수단과, 또는 부유체를 모사 가동층으로부터 주유체의 순환 방향, 즉 상부로부터 하부로 인출함으로써 모사 가동층에서 작동시키는 데에 적절한 수단과 연결되어 있다.
바이패스가 이루어지도록, 이에 따라 플레이트의 모든 지점에서 대체로 동일한 유체 조성을 얻을 수 있도록 하는 회로는, 2개의 도입 또는 인출 호스를 연결하는 바이패스 라인(Li,j)과, 2개의 플레이트를 포함한다. 선행 기술에 따르면, 바이패스 라인은 하나 이상의 장치를 단독으로, 또는 조합으로 포함하는데, 그 장치로는 체크 밸브(40)와, 유량계(41)와, 이 유량계에 종속되거나 종속되지 않는 제어 밸브(VOi,j)가 있다. 바이패스 라인에 위치하는 임의의 펌프로는 적절한 압력 강하가 보장되지 않는다.
바이패스 라인에 마련된 밸브는 도면 부호 VOi,j로 지시되어 있으며, 여기서 첨자 O는 바이패스 기능을, 첨자 i,j는 바이패스가 사이에서 이루어지는 플레이트를 의미한다.
보다 일반적으로, 모사 가동층은 4개 이상의, 유리하게는 4개 또는 5개의 크로마토그래피용 구역을 포함하며, 각 구역은 하나 이상의 컬럼 또는 컬럼부로 이루어진다. 이들 컬럼 또는 컬럼부의 집합은 폐쇄 루프를 형성하고, 2개의 컬럼부 사이의 재순환 펌프의 유량이 조정된다.
이들 상이한 라인들은, 유체 통과 시간에 있어서 분산을 최소화하는 기능을 갖고, 또한 도 4a 내지 도 4c와 관련하여 전술한 특성 중 하나를 포함하는 분배-수집 시스템과 연결될 수 있다.
본 발명의 범위를 벗어나지 않고서, 흡착 작용에 의해 통상적으로 분리 컬럼용으로 사용되는 임의의 망조직을 부유체의 분배 또는 추출을 위해 사용할 수 있다.
도 4a, 도 4b 및 도 4c에는, 예를 들면 주어진 플레이트의 상이한 패널의 레벨에서 유체를 분배 또는 추출할 수 있도록 하는 제2 회로의 사시도 및 단면도가 도시되어 있다. 이 망구조의 기하학적 형상 및 수력학적 특성은 플레이트의 패널 또는 분배 레일에 대해 가능한 한 가장 대칭적으로 부유체를 분배할 수 있도록 선택된다. 특히, 이 분배 망구조의 분포 관계는 선행 기술에 따른 분배 시스템에 비해 불균형 지수가 낮고 분산 시간이 감소되도록 선택된다.
비제한적인 예시로서 주어진 예는 대체로 원통형인 컬럼에 적합한 분배-수집 시스템에 관한 것이다.
플레이트(Pi)(도 4b, 도 4c)는, 예를 들면 원판의 형상을 갖는다. 이 플레이트는 평행한 절단부를 따라 몇 개의 DME로 절단되어 있으며(자오선 형식), 따라서 플레이트의 패널 또는 DME는 그 폭이 대체로 동일하다. 이러한 방식으로 절단함으로써 패널에서 표면 밀도가 대체로 일정하게 배출이 이루어진다.
플레이트가 4개의 부분으로 절단된 경우에, 각 부분당 DME의 개수는 짝수인 것이 바람직하다.
분리 컬럼과 연결된 시스템의 개수는, 예를 들면 DME의 기하학적 형상과 함수 관계이다.
도 4a에 도시된 변형례에 있어서, 분배-수집 시스템은 DME의 2개의 레일 중 하나와 연결되어 있다.
·소위 환상의 제1 레벨 챔버(N1)는, 예를 들면 호스(50 또는 51)을 통해 컬럼의 외부와 연통한다. 이들 호스는 유체가 도입 및/또는 추출되도록 한다. 이들 호스는 주입 또는 추출 등의 특정 기능을 행할 수 있다. 예를 들면 직사각형 단면을 갖는 환형 챔버(N1)가 흡착층의 내주부에서 연장되어, 특히 유체의 순환 유량을 2방향으로 분할 또는 수집한다.
·예를 들면 직사각형 단면을 갖는 소위 환상의 제2 레벨 챔버(N2)는 흡착층의 주변부에 위치한다. 특히 그 기능(주입, 추출 또는 주입/인출)에 따라서, 상기 제2 레벨 챔버는 유체의 유량이 분할, 수집 또는 2방향으로 분할 및/또는 수집되도록 한다.
분배-수집 시스템의 기능에 따른 이들 챔버의 위치는 기하학적 공간 상의 요구 조건으로 인해서, 예를 들면 챔버(N1)의 상부에(N21로 지시되어 있음), 또는 하부에(N20로 지시되어 있음) 배치될 수 있다.
챔버(N20, N21)와 제1 레벨 챔버(N1)와의 연결(J)은, 예를 들면 그 주변 길이의 절반부에서 이루어진다.
환상의 제2 레벨 챔버의 각 단부에는, 예를 들면 플레이트의 패널과 연결되는 하나 이상의 연결 호스[C(N20) 또는 C(N21)]가 마련되며, 여기서 첨자 j는 호스에 연결된 패널의 첨자를 의미한다. 호스[C(N20)j 또는 C(N21)]는 관련된 환상 챔버(N21, N22)의 구역(Z20, Z21)과 연결된다.
소위 환상의 제1 레벨 챔버(N1)의 길이는, 예를 들면 플레이트의 주변부의 절반이다.
소위 환상의 제2 레벨 챔버(N2)의 길이는 20 내지 160도의 각도 영역에 해당하며, 100 내지 120도의 각도 영역인 것이 바람직하다.
상기 구역(Z20, Z21)은 플레이트의 반경, 예를 들면 연결점(J)을 통과하는 반경으로부터 측정되는 각도(α)에 의해서, 그리고 상기 구역의 중심점과 관련하여 정의될 수 있다. 이 구역의 길이(Zr)는, 예를 들면 α+/-ε로 정의되고 각도 αmin및 각도 αmax를 한계값으로 갖는 각도 영역에 의해 결정된다.
상기 각도(α)의 값은, 예를 들면 10 내지 80도의 범위이며, 바람직하게는 40 내지 70도의 범위이다.
상기 각도 영역의 값은 3 내지 30도의 간격으로부터 선택되며, 바람직하게는 7 내지 15도의 간격으로부터 선택되고, 이는 구역(Z20 및 Z21)의 길이(Zr)와 상응한다.
유체의 분배 또는 추출에 있어서 분산 시간을 최소화하기 위해 호스를 가능한 한 별모양으로 구성하려는 시도가 있다. 호스의 연결 지점들은 가능한 한 최소의 각도 영역이 되도록 구역의 동일 지점에서 대략적인 군으로 분류된다.
연결 호스의 위치 및 각도 영역의 선택은 특히 순수 지연 시간 및 분산 시간을 최소화하도록 결정된다. 따라서, 지연 시간은 10초로 감소될 수 있다.
분배 및/또는 추출용의 각 호스[C(N20) 또는 C(N21)]는 직경(dj)과, 길이(lj)와, 상응하는 구역(Z20, Z21)에 위치하는 제2 레벨 챔버와의 연결점(rj)를 갖는다.
여러 파라미터들(α, ε 및 li)은 분배된 유체가 플레이트를 형성하는 모든 패널에서 대략 동일한 시간에 도달하도록, 또는 유체를 추출하는 경우에는 대략 동일한 시간에 호스(50, 51)에 도달하도록 선택된다.
호스의 직경(dj)은 유체 순환 속도가 여러 호스에서 대략 동일하게 되도록 순환 유체의 유량을 기초로 결정된다.
하나의 호스가 하나 이상의 DME 패널과 연결될 수 있다. 이 경우에는, 호스가 분기 호스에 의해서 패널을 분배 또는 수집하기 위한 레일까지 연장된다.
도 4b 및 도 4c에는 몇 개의 DME를 포함하는 플레이트가 도시되어 있으며, 이 플레이트는 평행한 절단부(자오선 형태)에 의해 4개의 부분으로 분할되어 있다. 이 경우 패널의 개수는 짝수인 것이 바람직하다.
도 4b에는 유체를 하부 레일(7)로 주입하는 분배-수집 시스템이 도시되어 있으며, 도 4c에는 유체를 상부 레일(6)로부터 인출하는 분배-수집 시스템이 도시되어 있다.
예를 들어 유체를 기능에 따라 군으로 분류하면, 공급 원료와 용매는 DME로 주입되고, 추출액과 라피테이트는 DME로부터 인출된다.
주입 (도 4a, 도 4b)
·4개의 호스[C(N20)j, j는 1 내지 4까지 변화함]를 통해서 유체가 플레이트의 1/4 부분의 4개의 DME로 주입된다.
·공급 원료와 탈착제는 호스(50)를 통해 환상 챔버(N1)로 도입된다. 주입된 유체 흐름은 경로(I1 및 I2)를 따라 이동하는 2개의 흐름으로 분할되며, 상기 경로는 플레이트의 원주의 절반의 대략 1/2에 해당한다. 분할된 흐름은 각각 환상 챔버(N20)로 이동하고, 이 환상 챔버에서 2개의 흐름(F'1 및 F"1)으로 분할된다. 이들 분할된 흐름은 각 DME의 하부 레일(7)의 구역(Z20i)에서 군을 이루고 있는 연결 호스[C(N20)j]로부터 분배된다.
오리피스(7i)로부터의 흐름은 디플렉터(5a, 5b)의 단부를 타격한 후 주유체 공간과 혼합된다.
추출 또는 인출 (도 4a, 도 4c)
·4개의 호스[C(N21)j]가 4개의 패널 또는 DME로부터 유체를 추출시킨다.
·추출 유체 또는 라피네이트는 레일 또는 패널, 예를 들면 상부 레일(6)과 2개의 호스(201, 202)로부터 인출된다(도 2a). 이어서, 상기 추출물 또는 라피네이트는 챔버(N21)의 구역(Z21)과 연결되어 있는 연결 호스[C(N21)j]를 통과한다. 환상 챔버(N21)의 2개의 단부에 위치한 구역에 수집된 2개의 유체의 흐름은 합류된 후 호스(51)와 연결된 환상 챔버(N1) 내로 통과하며, 상기 호스(51)는 플레이트의 4개 부분으로부터의 유체 흐름을 모두 회수한다.
DME와, 대체로 원통형인 분리 컬럼과 관련된 예로서 전술한 분배-수집 시스템에 대해 주어진 파라미터는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서 임의 형상을 갖는 분리 컬럼에 적용될 수 있으며, 따라서 분배-수집 시스템은 분리 컬럼의 형상에 맞는 형상으로 구성될 수 있다.
마찬가지로, 플레이트도 평행한 형태 이외의 절단부로, 예를 들면 파이형 도표 형태의 몇 개의 DME로 분할될 수 있다.
일반적으로, 부유체를 군으로 분류하는 것은, 예를 들면 컬럼 외부와의 연결을 예시하기 위한 비제한적인 예로서 주어진 3개의 방식으로 행할 수 있다.
유체의 분류를 기초로, 레일(6 및 7)은 다른 기능, 즉 분배 기능, 추출 기능 또는 이들 모두의 기능을 갖는다.
유체를 기능에 따라 군으로 분류하는 경우
·도 4a, 도 4b 및 도 4c와 관련하여 전술하였다.
유체를 속성에 따라 군으로 분류하는 경우
·특성 유체로 생각되는 유체에는 탈착 유체와, 추출 유체와, 소위 "더러운" 유체와, 라피네이트와 공급 원료가 있다.
이 경우, 레일(6 및 7)은 분배 기능 및 추출 기능을 행한다.
유체를 유량에 따라 군으로 분류하는 경우
·예를 들면, 유량이 낮은 유체는 공급 원료가 될 것이고, 유량이 높은 추출 유체는 탈착 유체 및 라피네이트가 될 수 있다.
이 경우, 레일(6 및 7)은 분배 기능 및 추출 기능을 행한다.
유체를 속성에 따라 분류한 경우와 유량에 따라 분류한 경우에, 개구(6i, 7i)를 통해 주입된 유체는 벽(8) 및 디플렉터(5a, 5b) 각각의 중실벽의 일부를 타격하게 된다. 다음으로 유체는 패널과 연결되어 있는 분배-수집 시스템을 통과하며, 추출될 유체는 레일(6 또는 7)에 수집된 후 연결 호스를 통해 전술한 환상 챔버로 송출된다.
본 발명의 범위를 벗어나지 않고서, 전술한 DME 및 분배-수집 시스템은 중앙 지지빔을 포함하거나 포함하지 않는, 그리고 직경이 다양한, 예를 들면 3 내지 10m인 분리 장치에 용이하게 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 DME 및 분배-수집 시스템은, 직경이 5m 이하이고 중앙 지지빔을 포함하지 않는 분리 컬럼에도 사용될 수 있다.

Claims (23)

  1. 몇 종류의 유체, 즉 1종 이상의 주유체 및 2종 이상의 부유체를 수집, 분배, 혼합 또는 인출하기 위한 패널 또는 장치(DME)로서,
    상기 주유체를 수집하는 수집 수단(3, 9)과,
    상기 부유체를 통과시키는 2개 이상의 주입 및/또는 인출 레일(6, 7)과,
    이들 주입 및/또는 인출 레일(6, 7)과 오리피스 또는 통로(6i, 7i)를 통해 연통하는 2개 이상의 혼합 챔버(11a, 11b)와,
    이들 혼합 챔버로부터의 유체를 재분배하는 재분배 수단(12, 4)과,
    상기 수집 수단과 상기 재분배 수단을 분리시키는 분리 수단(5a, 5b)
    을 포함하고,
    상기 주입 및/또는 인출 레일(6, 7)은 서로 상하에 위치하고, 상기 혼합 챔버(11a, 11b)는 하나 이상의 상기 주입 및/또는 인출 레일(6, 7)의 양측부에 위치하는 것을 특징으로 하는 유체 수집-분배-혼합-인출 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 혼합 챔버(11a, 11b)는 상기 오리피스(6i, 7i)에 대해 상기 혼합 챔버 내에서 가능한 가장 균일하게 유체를 주입 또는 인출하도록 배치되는 것인 유체 수집-분배-혼합-인출 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 주입 및/또는 인출 레일(6, 7)과 상기 혼합 챔버(11a, 11b)는 대략적으로 상기 DME의 표면의 무게 중심에 위치하는 것인 유체 수집-분배-혼합-인출 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상부 레일(6)에는 2개 이상의 호스(201, 202)가, 하부 레일(7)에는 하나 이상의 호스(21)가 마련되며, 이들 호스는 상기 레일과 상기 혼합 챔버(11a, 11b)에서 상기 부유체가 가장 균질하게 순환하도록 배치되는 것인 유체 수집-분배-혼합-인출 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 주입 및/또는 인출 레일(6, 7)로부터의 부유체를 통과시키기 위한 개구(6i, 7i)는 상기 부유체를 상기 혼합 챔버(11a, 11b)로 주입하는 기능을 하며, 상기 개구(6i, 7i)의 축선은 결과로 얻은 유체가 상기 DME의 구성 요소(5a, 5b, 8a, 8b) 중 하나의 중실벽의 적어도 일부를 타격하도록 형성된 것인 유체 수집-분배-혼합-인출 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부유체의 하부 회로(7)의 하부 벽은 하부 그리드(4)에 위치하는 것인 유체 수집-분배-혼합-인출 장치.
  7. 챔버(30)를 포함하는 분리 컬럼 또는 장치로서, 상기 챔버는 제1 흡착층(A1)과 제2 흡착층(A2)을 구비하며, 이들 흡착층은 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 유체 수집-분배-혼합-인출 장치(DME)를 하나 이상 포함하는 플레이트(Pi)에 의해 분리되어 있고, 상기 DME는 몇 개의 연결 호스[20, 21, C(N21), C(N20)]를 통해 외부와 연결되어 있는 것인 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 DME의 상부 레일(6)은 유체를 수집하는 기능을 행하고, 상기 DME의 하부 레일(7)은 유체를 주입하는 기능을 행하는 것인 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 DME의 상부 레일(6)은 유체를 주입하는 기능을 행하고, 상기 DME의 하부 레일(7)은 유체를 수집하는 기능을 행하는 것인 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 DME의 상부 레일(6) 및 하부 레일(7)은 각각 유체 주입-수집 기능을 행하는 것인 장치.
  11. 제7항에 있어서, 주입 기능을 행하는 상기 레일의 개구(6i, 7i)는 이를 통과한 분출 유체가 상기 DME의 구성 요소 중 하나의 중실벽의 적어도 일부를 타격하도록 배치된 것인 장치.
  12. 제7항에 있어서, 개구(6i, 7i)는 번갈아서, 또는 무작위로 배치된 것인 장치.
  13. 제7항에 있어서, 레일(6, 7) 및 개구(6i, 7i)의 파라미터는,
    ·상기 개구의 직경은 2 내지 15 mm이고,
    ·천공 간격은 25 내지 400 mm이고,
    ·유체의 유량은 3 내지 20 m/s
    인 데이터로부터 선택되며,
    상기 천공 간격값은 상기 유량값과 함께 고려해서 상기 부유체 및 주유체가 원활하게 혼합될 수 있도록 결정된 것인 장치.
  14. 제7항에 있어서, 상기 혼합 챔버와, 이 혼합 챔버의 개구의 파라미터는,
    ·개구(8ai, 8bi)의 직경은 5 내지 50 mm이고,
    ·천공 간격은 25 내지 400 mm의 간격으로부터 선택되며,
    ·혼합물의 유량은 0.5 내지 3.5 m/s
    인 값으로부터 선택되는 것인 장치.
  15. 제7항에 있어서, 유체를 분배하는 2개 이상의 분배 시스템을 추가로 포함하고, 이 분배 시스템은,
    ·상기 챔버(30)의 주변에 위치하고,
    ·하나 이상의 분배 플레이트(Pi)와 연결되어 있으며,
    ·또한, 상기 분배 시스템은 상기 장치와 외부가 연통될 수 있도록 하는 하나 이상의 호스(50, 51)와,
    ·이 호스(50, 51)와 연결되어 유체의 흐름이 2방향으로 분할 또는 수집되도록 하는 하나 이상의 소위 제1 레벨 챔버(N1)와,
    ·이 제1 레벨 챔버(N1)로부터 도입되는, 또는 이 제1 레벨 챔버(N1)로 이송되는 유체의 흐름이 2방향으로 분할 또는 수집되도록 하는 2개 이상의 소위 제2 레벨 챔버(N20, N21)와,
    ·이 제2 레벨 챔버(N20, N21)와 플레이트(Pi)의 하나 이상의 패널(DME)과의 사이에서 연장되는 하나 이상의 연결 호스[C(N20)j, C(N21)j]를 포함하며,
    ·이들 연결 호스를 연결하기 위한 연결점(rj)은 구역(Z20, Z21)에 위치하고, 이 구역의 위치는 상기 플레이트(Pi)의 반경 방향 축선 가운데 하나로부터 측정되는 각도(α)에 의해 결정되며, 상기 연결 호스는 각각 길이(li)를 갖고, 이 길이(li)와, 상기 각도(α)와, 상기 구역의 길이(Zr) 각각의 값은 상기 플레이트(Pi)의 패널(DME)과, 유체를 도입 또는 추출하기 위한 호스(50, 51)와의 사이를 유체가 통과하는 시간이 모든 유체에 대해 대략 동일하도록 선택되는 특징을 갖는 것인 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 플레이트(Pi)는 4개 부분으로 분할되는 것인 장치.
  17. 제15항에 있어서, 각 플레이트(Pi)는 평행한 절단부를 따라 몇 개의 패널 또는 DME로 분할되는 것인 장치.
  18. 제15항에 있어서, 상기 각도(α)는 30 내지 90도이며, 각도 영역(angle sector)(α+/-ε)에 상응하는 상기 길이(Zr)는 3 내지 30도인 것인 장치.
  19. 혼합물 또는 성분 요소로부터 흡착에 의해 1종 이상의 화합물을 분리할 수 있도록 하는 방법으로서, 특정 화합물을 분리해낼 주유체를, 그 화합물을 분리할 수 있는 능력에 따라 선택된 흡착제와 접촉시키고, 몇 종류의 유체, 즉 1종 이상의 주유체 및 2종 이상의 부유체를 수집, 분배, 혼합 또는 인출하는 패널 또는 DME를 통해 부유체를 주입 및/또는 추출하며, 이 패널 또는 DME는
    ·상기 주유체를 수집하는 수집 수단(3, 9)과,
    ·상기 부유체를 통과시키는 2개 이상의 레일(6, 7)과,
    ·주입 및/또는 인출 레일(6, 7)과 오리피스 또는 통로(6i, 7i)를 통해 연통하는 2개 이상의 혼합 챔버(11a, 11b)와,
    ·이들 혼합 챔버로부터의 유체를 재분배하는 재분배 수단(12, 4)과,
    ·상기 수집 수단과 상기 재분배 수단을 분리시키는 분리 수단(5a, 5b)을 포함하고,
    ·레일(6, 7)은 서로 상하로 위치하고, 상기 혼합 챔버(11a, 11b)는 하나 이상의 상기 레일의 양측부에 위치하는 것인 분리 방법.
  20. 제19항에 있어서, 유체가 주입 기능을 갖는 오리피스(6i, 7i)를 통과함으로써 가능한 한 가장 균일하게 상기 혼합 챔버로 주입되는 것인 분리 방법.
  21. 제19항에 있어서, 상기 유체는 기능(주입 및/또는 인출), 속성, 또는 유량값에 따라 군으로 분류되는 것인 분리 방법.
  22. 제19항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 공급 원료로부터 크로마토그래피에 의해 기상, 액상 또는 초임계상의 유체를 분리하는 것인 방법.
  23. 제19항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 모사 가동층에서의 파라크실렌을 분리하는 것인 방법.
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