五區(qū)串聯(lián)模擬移動(dòng)床色譜裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種五區(qū)串聯(lián)模擬移動(dòng)床色譜裝置，是將超臨界流體色譜裝置與液相模擬移動(dòng)床色譜裝置集成為五區(qū)串聯(lián)模擬移動(dòng)床色譜裝置，特別是以超臨界二氧化碳流體為流動(dòng)相的五區(qū)串聯(lián)模擬移動(dòng)床色譜裝置，其連續(xù)操作方式，壓力梯度操作模式和改性劑梯度操作模式，可實(shí)現(xiàn)多組份中目標(biāo)組份的分離提取；靈活串聯(lián)成（4+3）或（3+3）模式，方便任意位置的組份分離，可實(shí)現(xiàn)多組份原料的高效、低耗、清潔規(guī)?；V分離，特別適用于工業(yè)制備分離，可以帶來明顯的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
【專利說明】五區(qū)串聯(lián)模擬移動(dòng)床色譜裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種色譜裝置，特別是一種五區(qū)串聯(lián)模擬移動(dòng)床色譜裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著制備型液相色譜技術(shù)的發(fā)展和大量活性物質(zhì)的研究開發(fā)，以及新型藥物的純化分離的需求，高效、大批次、綠色節(jié)能的分離純化技術(shù)越來越受到關(guān)注。實(shí)驗(yàn)室采用制備型液相色譜小規(guī)模分離制備純物質(zhì)，通常只能以滿足進(jìn)行生物活性測試、毒性研究和臨床試驗(yàn)研究的需要。目前，雖然模擬移動(dòng)床色譜(SMB)已出現(xiàn)在藥物制備工業(yè)中，但是，有機(jī)溶劑的使用特別是有毒有機(jī)溶劑的使其在一些應(yīng)用中仍存在較大局限性。
[0003]為了解決制備型液相色譜固定相利用率低、制備不連續(xù)、分離成本高等缺點(diǎn)，人們將在石化與食品領(lǐng)域已成功應(yīng)用的大型層析模擬移動(dòng)床設(shè)計(jì)思想與制備型液相色譜分離技術(shù)相結(jié)合，發(fā)明了具備固定相利用率高、連續(xù)操作、分離成本低等優(yōu)勢的液相模擬移動(dòng)床色譜，例如:專利200510049524.0,200520101310.9等公開了一種三分區(qū)開環(huán)式的模擬移動(dòng)床色譜系統(tǒng)，用于分離雙組份混合物；專利200710022904.4,201110253360.9、201210037280.4等公開了一種四分區(qū)的閉環(huán)模擬移動(dòng)床色譜系統(tǒng)，用于分離雙組份混物，采用四分區(qū)閉環(huán)模式，部分流動(dòng)相可直接回用，減少了流動(dòng)相使用量，節(jié)約成本。以上這些發(fā)明所述的模擬移動(dòng)床色譜技術(shù)很好地結(jié)合了傳統(tǒng)的液相色譜高純度分離和移動(dòng)床精餾載體高利用率的優(yōu)點(diǎn)，在連續(xù)流的色譜分離制備上取得了很好的效果。并在手性藥物的大規(guī)模拆分方面獲得了成功應(yīng)用。液相模擬移動(dòng)床色譜在基于單位固定相的生產(chǎn)效率是間歇制備型液相色譜的20倍。
[0004]但是，作為液相模擬移動(dòng)床色譜技術(shù)，依然需要消耗大量有機(jī)溶劑，如果生產(chǎn)每公斤產(chǎn)品消耗439升有機(jī)溶劑流動(dòng)相，則意味著生產(chǎn)一噸單一對(duì)映體藥物所消耗的溶劑成本高達(dá)百萬元人民幣，同時(shí)還會(huì)帶來不容忽視的環(huán)境問題。盡管現(xiàn)有的超臨界流體色譜、液相模擬移動(dòng)床色譜在藥物的分離領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用，但是如何發(fā)展一類比現(xiàn)有技術(shù)更高效、更低耗、更清潔、更安全的工業(yè)制備色譜新技術(shù)，進(jìn)一步降低藥物或其它活性物質(zhì)的生產(chǎn)成本，仍是業(yè)界致力研究的熱點(diǎn)。
[0005]超臨界流體色譜由于使用無毒，不易燃爆、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、環(huán)境友好、便宜易得的超臨界狀態(tài)的二氧化碳流體作為流動(dòng)相，綠色環(huán)保、只要降低壓力或升高溫度就可以使流動(dòng)相與樣品得到完全分離，不涉及大量有機(jī)溶劑的蒸發(fā)回收，既節(jié)約成本，又顯著減少對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)操作人員的毒害?？梢杂行Ы鉀Q制備型液相色譜或模擬移動(dòng)床色譜流動(dòng)相消耗大、污染嚴(yán)重、溶劑回收復(fù)雜等問題，特別適合熱敏性活性物質(zhì)的分離應(yīng)用。專利200520101310.9和專利200510049491.X分別公開了一種三分區(qū)和四分區(qū)的超臨界流體模擬移動(dòng)床色譜裝置，借鑒液相三分區(qū)和四分區(qū)模擬移動(dòng)床的原理，采用超臨界流體作為流動(dòng)相用于分離雙組份混合物，避免大量有機(jī)溶劑的使用，具有綠色環(huán)保的特征。與普通制備型超臨界流體色譜相比，固定相利用率高、制備可連續(xù)，作為液相制備的一種分支技術(shù)，已經(jīng)在手性藥物的分離和制備方面展現(xiàn)出令人矚目的優(yōu)勢。
[0006]但是，目前三分區(qū)和四分區(qū)的超臨界流體模擬移動(dòng)床設(shè)計(jì)，僅能分離雙組份混合物(一分為二)，對(duì)于復(fù)雜的多組分體系，只能通過二次分離獲得目標(biāo)化合物，對(duì)多組分體系的目標(biāo)物的獲取有一定的局限性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型的目的，在于提供一種五區(qū)串聯(lián)模擬移動(dòng)床色譜裝置，是將超臨界流體色譜裝置與液相模擬移動(dòng)床色譜裝置集成為五區(qū)串聯(lián)模擬移動(dòng)床色譜裝置，特別是以超臨界二氧化碳流體為流動(dòng)相的五區(qū)串聯(lián)模擬移動(dòng)床色譜裝置，可實(shí)現(xiàn)多組份原料的高效、低耗、清潔規(guī)模化色譜分離，特別適用于工業(yè)制備分離。
[0008]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，所述五區(qū)串聯(lián)模擬移動(dòng)床色譜裝置，它包括模擬移動(dòng)床色譜，所述模擬移動(dòng)床色譜由五區(qū)串聯(lián)組成，每區(qū)至少設(shè)一支色譜柱；由前一支色譜柱的出口端與后一支色譜柱的進(jìn)口端通過開關(guān)式閥門依次連接，最后一支色譜柱的出口端與第一支色譜柱的進(jìn)口端連接；每支色譜柱的進(jìn)口端分別通過各自的開關(guān)式閥門與流動(dòng)相入口管路(17)、(18)、進(jìn)樣口管路(16)、支路流路傳輸管路(19)連接；每支色譜柱的出口端分別通過各自的開關(guān)式閥門與提取液管路(21)、提余液管路(20)、支路流路傳輸管路(19)相連接；提取液管路(21)的出口端、提余液管路(20)的出口端分別連接加熱恒溫槽(26)、旋風(fēng)分離器S1、S2、回收罐(30);流動(dòng)相液體儲(chǔ)罐(I)里的流動(dòng)相和改性劑儲(chǔ)罐(5)里的改性劑分別經(jīng)恒流泵后接入流動(dòng)相入口管路(17)、(18)，料液罐(6)里的進(jìn)樣液經(jīng)料液恒流泵
(10)后接入進(jìn)樣口管路(16)。
[0009]本實(shí)用新型所述模擬移動(dòng)床色譜由五區(qū)串聯(lián)組成，當(dāng)各區(qū)均只配置一支色譜柱，五支色譜柱為Zl、Z2、Z3、Z4、Z5 ;由第一支色譜柱的出口端依次經(jīng)開關(guān)式閥門Vhl、背壓調(diào)節(jié)器VPZl與第二支柱子的進(jìn)口端連接，由第二支色譜柱的出口端依次經(jīng)開關(guān)式閥門Vh2、背壓調(diào)節(jié)器VPZ2與第三支柱子的進(jìn)口端連接，由第三支色譜柱的出口端依次經(jīng)開關(guān)式閥門Vh3、背壓調(diào)節(jié)器VPZ3與第四支柱子的進(jìn)口端連接，由第四支色譜柱的出口端依次經(jīng)開關(guān)式閥門Vh4、背壓調(diào)節(jié)器VPZ4與第五支柱子的進(jìn)口端連接，由第五支色譜柱的出口端依次經(jīng)開關(guān)式閥門Vh5、背壓調(diào)節(jié)器VPZ5與第一支色譜柱的進(jìn)口端連接；每支色譜柱的出口端通過Vel、Ve2.Ve3.Ve4.Ve5開關(guān)式閥門與支路流路傳輸管路(19)的一端連接，每支色譜柱的出口端分別通過Vfl、Vf2、Vf3、Vf4、Vf5開關(guān)式閥門與提取液管路(21)連接，每支柱子的出口分別通過Vgl、Vg2、Vg3、Vg4、Vg5開關(guān)式閥門與提余液管路(20)連接；每支色譜柱Z1、Z2、Z3、Z4、Z5的進(jìn)口端分別通過各自的開關(guān)式閥門Val、Va2、Va3、Va4、Va5與支路流路傳輸管路(19)的另一端連接，支路流路傳輸管路(19)上設(shè)有支路傳輸泵(22)、背壓調(diào)節(jié)器VPZ6 ;開關(guān)式閥門Vbl、Vb2、Vb3、Vb4、Vb5與進(jìn)樣口管路(16)連接，開關(guān)式閥門Vcl、Vc2、Vc3、Vc4、Vc5與流動(dòng)相入口管路(17)連接，開關(guān)式閥門Vdl、Vd2、Vd3、Vd4、Vd5與流動(dòng)相入口管路(18)連接；連接在提余液管路(20)上，依次接有質(zhì)量流量計(jì)F4、流量調(diào)節(jié)閥VR4、背壓調(diào)節(jié)閥VPZ7、加熱恒溫槽(26 );在提取液管路(21)上，依次接有質(zhì)量流量計(jì)F5、流量調(diào)節(jié)閥VR5、背壓調(diào)節(jié)閥VPZ8、加熱恒溫槽(26);兩加熱恒溫槽(26)分別與旋風(fēng)分離器S1、S2入口連接；旋風(fēng)分離器S1、S2的底部出口分別通過各自的開關(guān)式閥門Vi1、Vi2連接回收罐(30)，旋風(fēng)分離器S1、S2的上部出口分別通過單向閥或開關(guān)式閥門合并后連接背壓調(diào)節(jié)閥VPZ9、活性炭過濾器(27 )、冷卻器(29 )、流動(dòng)相液體儲(chǔ)罐(I);流動(dòng)相液體儲(chǔ)罐(I)的出口管路上依次接有恒壓泵(2)、緩沖罐(3)、加熱恒溫器(4)后與流動(dòng)相二氧化碳管路(9)連接，流動(dòng)相二氧化碳管路(9)分別通過開關(guān)式閥門VK6、VK7、VK8與流動(dòng)相二氧化碳恒流泵(11)、(12)、(14)入口端連接；由改性劑罐(5)提供的改性劑通過開關(guān)式閥門VK4經(jīng)改性劑管路(8)分別與改性劑恒流泵(13)、( 15)入口端連接；流動(dòng)相二氧化碳恒流泵(14)的出口端、改性劑恒流泵(15 )的出口端經(jīng)管道順序連接混合室Ml、流量調(diào)節(jié)閥VRl、質(zhì)量流量計(jì)Fl及流動(dòng)相入口管路(18);流動(dòng)相二氧化碳恒流泵(12)的出口端、改性劑恒流泵(13)的出口端經(jīng)管道順序連接混合室M2、流量調(diào)節(jié)閥VR2、質(zhì)量流量計(jì)F2及流動(dòng)相入口管路(17 );從料液罐(6)提供的料液通過開關(guān)式閥門VK5和料液管路(7)與料液恒流泵(10)入口連接，流動(dòng)相二氧化碳恒流泵(11)的出口端、料液恒流泵(10)的出口端經(jīng)管道順序連接混合室M3、流量調(diào)節(jié)閥VR3、質(zhì)量流量計(jì)F3及進(jìn)樣口管路(16);流動(dòng)相入口管路(18)分別經(jīng)開關(guān)式閥門Vdl、Vd2、Vd3、Vd4、Vd5與色譜柱Z1、Z2、Z3、Z4、Z5入口端連接；流動(dòng)相入口管路
(17)分別經(jīng)開關(guān)式閥門Vc1、Vc2、Vc3、Vc4、Vc5與色譜柱Zl、Z2、Z3、Z4、Z5入口端連接；進(jìn)樣口管路(16)分別經(jīng)開關(guān)式閥門Vbl、Vb2、Vb3、Vb4 Vb5與色譜柱Zl、Z2、Z3、Z4、Z5入口端連接。
[0010]本實(shí)用新型所述五區(qū)串聯(lián)模擬移動(dòng)床色譜裝置設(shè)于系統(tǒng)恒溫箱內(nèi)。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0012]①五區(qū)串聯(lián)模擬移動(dòng)床色譜裝置的連續(xù)操作方式，可以解決現(xiàn)有的超臨界流體色譜由于間歇操作的缺點(diǎn)所帶來的低效率問題；
[0013]②五區(qū)串聯(lián)模擬移動(dòng)床色譜裝置，由于采用二氧化碳超臨界流體代替有機(jī)溶劑作為流動(dòng)相，可以解決液相模擬移動(dòng)床色譜由于采用有機(jī)溶劑作為流動(dòng)相帶來的有機(jī)溶劑聞消耗、聞污染問題；
[0014]③五區(qū)串聯(lián)模擬移動(dòng)床色譜裝置，可以方便地實(shí)施梯度操作模式，尤其是壓力梯度操作模式和改性劑梯度操作模式，顯著提高該裝置的分離效率；
[0015]④五區(qū)串聯(lián)模擬移動(dòng)床色譜裝置，最顯著特點(diǎn)是，可以實(shí)現(xiàn)多組份中目標(biāo)組份的分離提取，顯著提高裝置的分離優(yōu)勢；
[0016]⑤五區(qū)串聯(lián)模擬移動(dòng)床色譜裝置，可以靈活串聯(lián)成(4+3 )或(3+3 )模式，方便任意位置的組份分離，非常適宜工業(yè)規(guī)模的化合物分離應(yīng)用。
[0017]本實(shí)用新型通過超臨界流體的五分區(qū)模擬移動(dòng)床設(shè)計(jì)，可達(dá)到從多組分體系中任意選擇性地、連續(xù)流地、一次分離獲得其中一種目標(biāo)化合物，大大提高了分離效率，并節(jié)約了分離成本。采用超臨界狀態(tài)的CO2流體作為流動(dòng)相，避免了大量有機(jī)溶劑的使用，成為一種綠色分離工藝，不產(chǎn)生環(huán)境污染或是帶來食品安全問題，本實(shí)用新型用于化合物的分離應(yīng)用，可以帶來明顯的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
[0018]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型所述五區(qū)串聯(lián)模擬移動(dòng)床色譜裝置示意圖。
[0020]圖2為本實(shí)用新型所述五區(qū)串聯(lián)模擬移動(dòng)床色譜裝置(4+3)模式簡化圖。
[0021]圖2 (A)為當(dāng)前周期(4+3)模式簡化圖。
[0022]圖2 (B)為下一周期(4+3)模式簡化圖。
[0023]圖3為本實(shí)用新型所述五區(qū)串聯(lián)模擬移動(dòng)床色譜裝置(3+3)模式簡化圖。
[0024]圖3 (A)為當(dāng)前周期(3+3)模式簡化圖。
[0025]圖3 (B)為下一周期(3+3)模式簡化圖。
[0026]圖中:1.流動(dòng)相液體儲(chǔ)罐，2.恒壓泵，3.緩沖罐，4.加熱恒溫器，5.改性劑罐，
6.料液罐，7.料液管路，8.改性劑管路，9.流動(dòng)相二氧化碳管路，10.料液恒流泵，11.二氧化碳恒流泵，12.二氧化碳恒流泵，13.改性劑恒流泵，14.二氧化碳恒流泵，15.改性劑恒流泵，16.進(jìn)樣口管路，17.流動(dòng)相入口管路，18.流動(dòng)相入口管路，19.支路流路傳輸管路，20.提余液管路，21.提取液管路，22.支路傳輸泵，24.系統(tǒng)恒溫箱，25.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，26.加熱恒溫槽，27.活性炭過濾器，28.二氧化碳儲(chǔ)液鋼瓶，29.冷卻器，30.回收罐。

【具體實(shí)施方式】
[0027]本實(shí)用新型所述五區(qū)串聯(lián)模擬移動(dòng)床色譜裝置，如圖1、圖2、圖2 (A)、圖2 (B)、圖3、圖3 (A)、圖3 (B)所示，它包括模擬移動(dòng)床色譜，所述模擬移動(dòng)床色譜采用超臨界二氧化碳流體作為流動(dòng)相；所述模擬移動(dòng)床色譜由五區(qū)串聯(lián)組成，每區(qū)至少設(shè)一支色譜柱；由前一支色譜柱的出口端與后一支色譜柱的進(jìn)口端通過開關(guān)式閥門依次連接，最后一支色譜柱的出口端與第一支色譜柱的進(jìn)口端連接；每支色譜柱的進(jìn)口端分別通過各自的開關(guān)式閥門與流動(dòng)相入口管路(17)、(18)、進(jìn)樣口管路(16)、支路流路傳輸管路(19)連接；每支色譜柱的出口端分別通過各自的開關(guān)式閥門與提取液管路(21)、提余液管路(20)、支路流路傳輸管路連接(19);提取液管路(21)的出口端、提余液管路(20)的出口端分別連接加熱恒溫槽(26)、旋風(fēng)分離器S1、S2、回收罐(30);流動(dòng)相液體儲(chǔ)罐(I)里的流動(dòng)相和改性劑儲(chǔ)罐
(5)里的改性劑分別經(jīng)恒流泵后接入流動(dòng)相入口管路(17)、(18)，料液罐(6)里的進(jìn)樣液經(jīng)料液恒流泵(10 )后接入進(jìn)樣口管路(16 )。
[0028]本實(shí)用新型所述模擬移動(dòng)床色譜由五區(qū)串聯(lián)組成，當(dāng)各區(qū)均只配置一支色譜柱，五支色譜柱為Zl、Z2、Z3、Z4、Z5 ;由第一支色譜柱的出口端依次經(jīng)開關(guān)式閥門Vhl、背壓調(diào)節(jié)器VPZl與第二支柱子的進(jìn)口端連接，由第二支色譜柱的出口端依次經(jīng)開關(guān)式閥門Vh2、背壓調(diào)節(jié)器VPZ2與第三支柱子的進(jìn)口端連接，由第三支色譜柱的出口端依次經(jīng)開關(guān)式閥門Vh3、背壓調(diào)節(jié)器VPZ3與第四支柱子的進(jìn)口端連接，由第四支色譜柱的出口端依次經(jīng)開關(guān)式閥門Vh4、背壓調(diào)節(jié)器VPZ4與第五支柱子的進(jìn)口端連接，由第五支色譜柱的出口端依次經(jīng)開關(guān)式閥門Vh5、背壓調(diào)節(jié)器VPZ5與第一支色譜柱的進(jìn)口端連接；每支色譜柱的出口端通過Vel、Ve2.Ve3.Ve4.Ve5開關(guān)式閥門與支路流路傳輸管路(19)的一端連接，每支色譜柱的出口端分別通過Vfl、Vf2、Vf3、Vf4、Vf5開關(guān)式閥門與提取液管路(21)連接，每支柱子的出口分別通過Vgl、Vg2、Vg3、Vg4、Vg5開關(guān)式閥門與提余液管路(20)連接；每支色譜柱Z1、Z2、Z3、Z4、Z5的進(jìn)口端分別通過各自的開關(guān)式閥門Val、Va2、Va3、Va4、Va5與支路流路傳輸管路(19 )的另一端連接，支路流路傳輸管路(19 )上設(shè)有支路傳輸泵(22 )、背壓調(diào)節(jié)器VPZ6 ;開關(guān)式閥門Vbl、Vb2、Vb3、Vb4、Vb5與進(jìn)樣口管路(16)連接，開關(guān)式閥門Vcl、Vc2、Vc3、Vc4、Vc5與流動(dòng)相入口管路(17)連接，開關(guān)式閥門Vdl、Vd2、Vd3、Vd4、Vd5與流動(dòng)相入口管路(18)連接；連接在提余液管路(20)上，依次接有質(zhì)量流量計(jì)F4、流量調(diào)節(jié)閥VR4、背壓調(diào)節(jié)閥VPZ7、加熱恒溫槽(26 );在提取液管路(21)上，依次接有質(zhì)量流量計(jì)F5、流量調(diào)節(jié)閥VR5、背壓調(diào)節(jié)閥VPZ8、加熱恒溫槽(26);兩加熱恒溫槽(26)分別與旋風(fēng)分離器S1、S2入口連接；旋風(fēng)分離器S1、S2的底部出口分別通過各自的開關(guān)式閥門Vil、Vi2連接回收罐(30)，旋風(fēng)分離器S1、S2的上部出口分別通過單向閥或開關(guān)式閥門合并后連接背壓調(diào)節(jié)閥VPZ9、活性炭過濾器(27 )、冷卻器(29 )、流動(dòng)相液體儲(chǔ)罐(I);流動(dòng)相液體儲(chǔ)罐(I)的出口管路上依次接有恒壓泵(2)、緩沖罐(3)、加熱恒溫器(4)后與流動(dòng)相二氧化碳管路(9)連接，流動(dòng)相二氧化碳管路(9)分別通過開關(guān)式閥門VK6、VK7、VK8與流動(dòng)相二氧化碳恒流泵(11)、(12)、(14)入口端連接；由改性劑罐(5)提供的改性劑通過開關(guān)式閥門VK4經(jīng)改性劑管路(8)分別與改性劑恒流泵(13)、( 15)入口端連接；流動(dòng)相二氧化碳恒流泵(14)的出口端、改性劑恒流泵(15 )的出口端經(jīng)管道順序連接混合室Ml、流量調(diào)節(jié)閥VRl、質(zhì)量流量計(jì)Fl及流動(dòng)相入口管路(18);流動(dòng)相二氧化碳恒流泵(12)的出口端、改性劑恒流泵(13)的出口端經(jīng)管道順序連接混合室M2、流量調(diào)節(jié)閥VR2、質(zhì)量流量計(jì)F2及流動(dòng)相入口管路(17)；從料液罐(6)提供的料液通過開關(guān)式閥門VK5和料液管路(7)與料液恒流泵(10)入口連接，流動(dòng)相二氧化碳恒流泵(11)的出口端、料液恒流泵(10)的出口端經(jīng)管道順序連接混合室M3、流量調(diào)節(jié)閥VR3、質(zhì)量流量計(jì)F3及進(jìn)樣口管路(16);流動(dòng)相入口管路(18)分別經(jīng)開關(guān)式閥門Vdl、Vd2、Vd3、Vd4、Vd5與色譜柱Zl、Z2、Z3、Z4、Z5入口端連接；流動(dòng)相入口管路
(17)分別經(jīng)開關(guān)式閥門Vc1、Vc2、Vc3、Vc4、Vc5與色譜柱Zl、Z2、Z3、Z4、Z5入口端連接；進(jìn)樣口管路(16)分別經(jīng)開關(guān)式閥門Vbl、Vb2、Vb3、Vb4 Vb5與色譜柱Zl、Z2、Z3、Z4、Z5入口端連接。
[0029]本實(shí)用新型所述五區(qū)串聯(lián)的模擬移動(dòng)床色譜裝置設(shè)于系統(tǒng)恒溫箱(24)內(nèi)。圖1中還標(biāo)有計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(25 )、二氧化碳儲(chǔ)液鋼瓶(28 )、回收罐(30 )。
[0030]本實(shí)用新型所述五區(qū)串聯(lián)模擬移動(dòng)床色譜裝置的操作方法:在所有的色譜柱內(nèi)部的流體是按照色譜柱依次連接的順序向同一個(gè)方向流動(dòng)；沿著流體流動(dòng)的方向，通過控制閥門的開關(guān)狀態(tài)依次設(shè)置流動(dòng)相入口位置、進(jìn)樣口位置、提取口位置、提余口位置、支路的出入口位置，把所有的色譜柱分成五個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)至少有一支色譜柱，在經(jīng)過一定周期后，通過改變閥門的開關(guān)狀態(tài)，使流動(dòng)相入口位置、提取口位置、進(jìn)樣口位置、提余口位置、支路出入口位置分別沿著流體流動(dòng)的方向向下一支色譜柱推移，同樣五個(gè)區(qū)也隨之向下一支色譜柱推移，從而形成流動(dòng)相與色譜柱中的填料向相反方向移動(dòng)。
[0031]如圖1所示，上述五個(gè)區(qū)，請(qǐng)注意閥門打開的形式(即圖1中白色閥門)，位于流動(dòng)相流路管(18)入口位置(即開關(guān)式閥門Vdl)與進(jìn)樣口位置(即開關(guān)式閥門Vb2)之間的色譜柱屬于分區(qū)I，位于進(jìn)樣口位置(即開關(guān)式閥門Vb2)與支路流路口位置(即開關(guān)式閥門Ve2)之間的色譜柱屬于分區(qū)II，位于支路流路口位置(即開關(guān)式閥門Ve2)與提余口位置(SP開關(guān)式閥門Vf3)之間的色譜柱屬于分區(qū)III，位于流動(dòng)相流路管(17)入口位置(即開關(guān)式閥門Vc4)與支路出流路口位置(即開關(guān)式閥門Va5)之間的色譜柱屬于分區(qū)IV，位于支路出入口位置(即開關(guān)式閥門Va5)與提余口位置(即開關(guān)式閥門Vg5)之間的色譜柱屬于分區(qū)V。
[0032]在圖1中，五支色譜柱21、22、23、24、25連接的所有的開關(guān)式閥門的開關(guān)狀態(tài)根據(jù)外界控制的情形不同而有所不同，進(jìn)樣區(qū)、支路流路區(qū)也可根據(jù)所需獲取組份的位置進(jìn)行設(shè)置，I區(qū)流動(dòng)相和四區(qū)流動(dòng)相可根據(jù)組份屬性改變其極性大小，提取液、提余液分別可從各個(gè)周期中位于III區(qū)、V區(qū)的色譜柱出口得到；計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(25)采集所有質(zhì)量流量計(jì) F1、F2、F3、F4、F5 的流量、流路壓力 PU P2、P3、P4、P5、溫度 Tl、T2、T3、T4、T5、背壓數(shù)據(jù)實(shí)施控制所有的泵的流量、流路壓力、溫度、背壓調(diào)節(jié)閥，通過數(shù)模計(jì)算控制開關(guān)閥以適當(dāng)切換周期通斷獲得所需組分的分離。
[0033]在上述裝置中，與五支色譜柱Zl、Z2、Z3、Z4、Z5連接的所有開關(guān)式閥門的開關(guān)狀態(tài)有五種組合，根據(jù)所要提取的組份控制開關(guān)式閥門的通斷、切換周期，并依照順序切換并循環(huán)往復(fù)；當(dāng)進(jìn)樣口模式設(shè)在Zl和Z2連接間，支路出口設(shè)在Z2、Z3連接間，模擬移動(dòng)床色譜(SMB)為五區(qū)串聯(lián)(4+3)形式，當(dāng)進(jìn)樣口設(shè)在Z2和Z3連接間，支路出口設(shè)在Zl、Z2連接間，模擬移動(dòng)床色譜(SMB)為五區(qū)串聯(lián)(3+3)形式，根據(jù)所要分離的目標(biāo)組分位置選用模式，并切換各自開關(guān)式閥門狀態(tài)，各區(qū)色譜柱前、色譜柱后的開關(guān)式閥門狀態(tài)都由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(25)操作運(yùn)行，并采集所有質(zhì)量流量計(jì)數(shù)據(jù)，控制泵的流量和各流路的背壓調(diào)節(jié)器，系統(tǒng)恒溫箱(24 )為五支填料柱的工作溫度，也由計(jì)算機(jī)控制。
[0034]本實(shí)用新型串聯(lián)的五個(gè)區(qū)入口的進(jìn)樣與支路流路位置形式不同，可獲取的組份不同。
[0035]形式一，如圖2、圖2 (A)、圖2 (B)所示，樣品里有A、B、C三種組份，位于流動(dòng)相入口位置與進(jìn)樣口位置之間的色譜柱屬于分區(qū)I，(圖中del、de2為流動(dòng)相，F(xiàn)為進(jìn)樣，Rl為提取液，R2為提余液)，主要作用是實(shí)現(xiàn)A、B組分的完全洗脫，以保證B組分的回收率；位于進(jìn)樣口位置與支路口位置之間的色譜柱屬于分區(qū)II，II區(qū)的色譜柱主要完全吸附C組份，以保證不會(huì)被帶入支路；分區(qū)III的色譜柱作用是在每一個(gè)周期的前段時(shí)間完全洗脫色譜柱末的B組分(以保證B的回收率)，后段時(shí)間完全吸附色譜柱前流入的A、B組份(以保證B純度);IV區(qū)色譜柱的作用是完全洗脫A組份，(以保證B的純度);V區(qū)色譜柱主要作用是完全吸附柱前流入的B組份(以保證B的回收率)。
[0036]形式二，如圖3、圖3 (A)、圖3 (B)所示，樣品里有A、B、C三種組份，(圖中del、de2為流動(dòng)相，F(xiàn)為進(jìn)樣,Rl為提取液，R2為提余液),位于流動(dòng)相入口位置與支路出口位置之間的色譜柱屬于分區(qū)I，主要作用是洗脫B、C組份(以保證B組份的純度);位于支路出口位置與進(jìn)樣口位置之間的屬于分區(qū)II，II區(qū)色譜柱主要完全洗脫A組份，以保證不會(huì)被帶入支路；分區(qū)III的色譜柱作用是在每一個(gè)周期的前段時(shí)間完全洗脫色譜柱末的C組分(以保證B的回收率)，后段時(shí)間完全吸附色譜柱前流入的B、C組份(以保證B的回收率)；分區(qū)IV的色譜柱作用完全洗脫B組份，(以保證B的回收率);分區(qū)V的色譜柱主要作用是完全吸附柱前流入的C組份(以保證B的回收率)。
[0037]上述流動(dòng)相采用溫度、壓力超過超臨界溫度、臨界壓力的超臨界流體，也可采用亞臨界流體。
[0038]本實(shí)用新型以超臨界二氧化碳流體為流動(dòng)相、以C18填料為色譜柱實(shí)施分離多烯酸的具體應(yīng)用，現(xiàn)將工藝流程簡述如下:
[0039]如圖1所示，流動(dòng)相液體儲(chǔ)罐(I)中溫度壓力為(T1，P1)的液態(tài)二氧化碳，經(jīng)恒壓泵(2)加壓進(jìn)入緩沖罐(3)，成為壓力為(Τ2、Ρ2)的液態(tài)二氧化碳，再經(jīng)加熱恒溫器(4)升溫成溫度壓力為(Τ3，Ρ3)的二氧化碳超臨界流體后，該超臨界二氧化碳流體經(jīng)減壓閥Vj2減壓到壓力P4后通過流動(dòng)相二氧化碳管路(9)分成三路:第一路超臨界二氧化碳流體由開關(guān)式閥門VK8與二氧化碳恒流泵(14)連接(即流動(dòng)相del)，并與改性劑恒流泵(15)比例輸入的改性劑經(jīng)混合室Ml混合、質(zhì)量流量計(jì)F1、流量調(diào)節(jié)閥VRl后，通過流動(dòng)相入口管路(18)連接開關(guān)式閥門Vdl注入分區(qū)I位置的色譜柱入口 ；第二路超臨界二氧化碳流體由開關(guān)式閥門VK7與二氧化碳恒流泵(12)連接(即流動(dòng)相de2)，并與改性劑恒流泵(13)比例輸入的改性劑經(jīng)混合室M2混合、質(zhì)量流量計(jì)F2、流量調(diào)節(jié)閥VR2后，通過流動(dòng)相入口管路(17)連接開關(guān)式閥門VC4注入分區(qū)IV位置的色譜柱入口 ；第三路超臨界二氧化碳流體由開關(guān)式閥門VK6與二氧化碳恒流泵(11)連接，二氧化碳恒流泵(11)比例輸出與料液恒流泵(10 )輸入的多烯酸溶液經(jīng)混合室M3混合、質(zhì)量流量計(jì)F3、流量調(diào)節(jié)閥VR3后，通過進(jìn)樣口管路(16)連接開關(guān)式閥門Vb2注入分區(qū)II位置的色譜柱入口 ；分區(qū)III提取口經(jīng)開關(guān)式閥門Vf3連接提取液管路(21)，該管路的超臨界流體經(jīng)質(zhì)量流量計(jì)F5與流量調(diào)節(jié)閥VR5構(gòu)成的流量測控組件調(diào)節(jié)流量，流經(jīng)背壓調(diào)節(jié)器VPZ8后，并經(jīng)加熱恒溫槽(26 )升溫后，進(jìn)入溫度壓力為(T4，P4)的旋風(fēng)分離器S2，由于升溫與降壓的共同作用，超臨界二氧化碳流體瞬間氣化，而由于改性劑溶液與溶質(zhì)的沸點(diǎn)往往比二氧化碳的沸點(diǎn)要高得多，因此富集目標(biāo)物組分的改性劑溶液將以微液滴(或微晶)的形式析出，然后通過旋風(fēng)分離器S2的作用實(shí)現(xiàn)氣液二相分離，在旋風(fēng)分離器S2的底部獲得目標(biāo)物組分的改性劑溶液，而從旋風(fēng)分離器S2的上部出口流出的則是僅夾帶微量改性劑的二氧化碳?xì)怏w；分區(qū)V提余口經(jīng)開關(guān)式閥門Vg5連接提余液管路(20)，該管路的超臨界流體經(jīng)質(zhì)量流量計(jì)F4與流量調(diào)節(jié)閥VR4構(gòu)成的流量調(diào)節(jié)后，流經(jīng)背壓調(diào)節(jié)器VPZ7后，并經(jīng)加熱恒溫槽26升溫后，進(jìn)入溫度壓力為(T4，P4)的旋風(fēng)分離器SI，經(jīng)過類似的步驟，實(shí)現(xiàn)富集其它組分的改性劑溶液與二氧化碳的分離；從旋風(fēng)分離器S1、S2的上部出口經(jīng)單向閥VZ1、VZ2后匯合的溫度壓力為(T4，P4)的二氧化碳?xì)怏w，流經(jīng)背壓調(diào)節(jié)器VPZ9后降壓成為溫度壓力為(Ρ5)的二氧化碳?xì)怏w，經(jīng)活性炭過濾器(27)吸附凈化和冷卻器(29)降溫后，成為溫度壓力為(Tl，Pl)的液態(tài)二氧化碳，進(jìn)入流動(dòng)相液態(tài)儲(chǔ)罐(I)循環(huán)利用。上述旋風(fēng)分離器S1、S2的操作壓力P4由下游的背壓調(diào)節(jié)器VPZ9進(jìn)行統(tǒng)一控制。旋風(fēng)分離器S1、S2的底部出口分別通過控制開關(guān)式閥們Vi1、Vi2連接回收罐
(30)，然后與開關(guān)式閥門Vi3、Vi4形成交替開關(guān)狀態(tài)，再分別連接常壓容器，確保在產(chǎn)品與改性劑的排出過程中旋風(fēng)分離器S1、S2內(nèi)部壓力溫度。二氧化碳儲(chǔ)液鋼瓶(28)中的二氧化碳流體用于本裝置開車、旋風(fēng)分離器出料、活性炭過濾器、色譜柱更換等特珠工況導(dǎo)致本裝置內(nèi)部二氧化碳的量不足時(shí)的補(bǔ)充。
[0040]本實(shí)用新型所述五區(qū)串聯(lián)模擬移動(dòng)床色譜裝置(SMB)并不僅限于上述各分區(qū)均只配置了 I支色譜柱的實(shí)施形式，各分區(qū)也可配置二支的色譜柱，裝置的連接關(guān)系也可以擴(kuò)展為六區(qū)。按照目標(biāo)物分離的需求和個(gè)數(shù)，通過與色譜柱直接連接的所有開關(guān)式閥門的開關(guān)狀態(tài)組合可以分為5區(qū)串聯(lián)SMB (4+3)和5區(qū)串聯(lián)SMB (3+3)模式，也可以擴(kuò)展六區(qū)串聯(lián)SMB (4+1+3)和6區(qū)串聯(lián)SMB (3+3+1)模式。以上所述的五區(qū)串聯(lián)模擬移動(dòng)床色譜裝置，與色譜柱直接連接的所有開關(guān)式閥門的狀態(tài)通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(25 )控制組合，按適當(dāng)?shù)那袚Q周期，依次切換使流動(dòng)相入口位置、提取口位置、進(jìn)樣口位置、提余口位置分別沿著流體流動(dòng)的方向向下一支色譜柱推移并循環(huán)往復(fù)，就能靈活組合以滿足分離要求。
[0041]圖2是上述五分區(qū)1、I1、II1、IV、V串聯(lián)的SMB (4+3)模式。分別示意的是五區(qū)串聯(lián)模擬移動(dòng)床色譜裝置，在二個(gè)相鄰的閥門切換周期內(nèi)，流動(dòng)相del、de2入口位置、提取口位置、進(jìn)樣口 F位置、提余口位置、流動(dòng)相出口位置的移動(dòng)情況示意圖；圖2 (A)是當(dāng)前周期流動(dòng)相del、de2入口、提取口、進(jìn)樣口、提余口的設(shè)定位置；圖2 (B)是下一周期流動(dòng)相del、de2 Λ 口、提取口、進(jìn)樣口、提余口的設(shè)定位置。
[0042]圖3是上述五分區(qū)1、I1、II1、IV、V串聯(lián)的SMB (3+3)模式。分別示意的是五區(qū)串聯(lián)模擬移動(dòng)床色譜裝置，在二個(gè)相鄰的閥門切換周期內(nèi)，流動(dòng)相del、de2入口位置、提取口位置、進(jìn)樣口位置、提余口位置、流動(dòng)相出口位置的移動(dòng)情況示意圖；圖3 (A)是當(dāng)前周期流動(dòng)相del、de2入口、提取液口、進(jìn)樣口、提余液口的設(shè)定位置；圖3 (B)是下一周期流動(dòng)相del、de2入口、提取口、進(jìn)樣口、提余口的設(shè)定位置。
[0043]本實(shí)用新型提出的五區(qū)串聯(lián)模擬移動(dòng)床色譜裝置，已通過實(shí)施例進(jìn)行了描述，相關(guān)技術(shù)人員明顯能在本
【發(fā)明內(nèi)容】
、精神和范圍內(nèi)對(duì)本文所述的裝置進(jìn)行改動(dòng)或適當(dāng)變更與組合，來實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型技術(shù)。特別需要指出的是，所有相類似的替換和改動(dòng)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是可以預(yù)見的，它們都可被認(rèn)為包括在本實(shí)用新型范圍和內(nèi)容中。
【權(quán)利要求】
1.五區(qū)串聯(lián)模擬移動(dòng)床色譜裝置，它包括模擬移動(dòng)床色譜，其特征是:所述模擬移動(dòng)床色譜由五區(qū)串聯(lián)組成，每區(qū)至少設(shè)一支色譜柱；由前一支色譜柱的出口端與后一支色譜柱的進(jìn)口端通過開關(guān)式閥門依次連接，最后一支色譜柱的出口端與第一支色譜柱的進(jìn)口端連接；每支色譜柱的進(jìn)口端分別通過各自的開關(guān)式閥門與流動(dòng)相入口管路(17)、(18)、進(jìn)樣口管路(16)、支路流路傳輸管路(19)相連接；每支色譜柱的出口端分別通過各自的開關(guān)式閥門與提取液管路(21)、提余液管路(20)、支路流路傳輸管路(19)相連接；提取液管路(21)的出口端、提余液管路(20)的出口端分別連接加熱恒溫槽(26)、旋風(fēng)分離器S1、S2、回收罐(30);流動(dòng)相液體儲(chǔ)罐(I)里的流動(dòng)相和改性劑儲(chǔ)罐(5)里的改性劑分別經(jīng)恒流泵后接入流動(dòng)相入口管路(17)、( 18)，料液罐(6)里的進(jìn)樣液經(jīng)料液恒流泵(10)后接入進(jìn)樣口管路(16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述五區(qū)串聯(lián)模擬移動(dòng)床色譜裝置，其特征是:所述模擬移動(dòng)床色譜由五區(qū)串聯(lián)組成，當(dāng)各區(qū)均只配置一支色譜柱，五支色譜柱為Zl、Z2、Z3、Z4、Z5 ;由第一支色譜柱的出口端依次經(jīng)開關(guān)式閥門Vhl、背壓調(diào)節(jié)器VPZl與第二支柱子的進(jìn)口端連接，由第二支色譜柱的出口端依次經(jīng)開關(guān)式閥門Vh2、背壓調(diào)節(jié)器VPZ2與第三支柱子的進(jìn)口端連接，由第三支色譜柱的出口端依次經(jīng)開關(guān)式閥門Vh3、背壓調(diào)節(jié)器VPZ3與第四支柱子的進(jìn)口端連接，由第四支色譜柱的出口端依次經(jīng)開關(guān)式閥門Vh4、背壓調(diào)節(jié)器VPZ4與第五支柱子的進(jìn)口端連接，由第五支色譜柱的出口端依次經(jīng)開關(guān)式閥門Vh5、背壓調(diào)節(jié)器VPZ5與第一支色譜柱的進(jìn)口端連接；每支色譜柱的出口端通過Ve1、Ve2、Ve3、Ve4、Ve5開關(guān)式閥門與支路流路傳輸管路(19)的一端連接，每支色譜柱的出口端分別通過Vfl、Vf2, Vf3,Vf4, Vf5開關(guān)式閥門與提取液管路(21)連接，每支柱子的出口分別通過Vgl、Vg2、Vg3、Vg4、Vg5開關(guān)式閥門與提余液管路(20)連接；每支色譜柱Z1、Z2、Z3、Z4、Z5的進(jìn)口端分別通過各自的開關(guān)式閥門Val、Va2、Va3、Va4、Va5與支路流路傳輸管路(19)的另一端連接，支路流路傳輸管路(19)上設(shè)有支路傳輸泵(22)、背壓調(diào)節(jié)器VPZ6 ;開關(guān)式閥門Vbl、Vb2、Vb3、Vb4、Vb5與進(jìn)樣口管路(16)連接，開關(guān)式閥門VcU Vc2、Vc3、Vc4、Vc5與流動(dòng)相入口管路(17)連接，開關(guān)式閥門Vdl、Vd2、Vd3、Vd4、Vd5與流動(dòng)相入口管路(18)連接；連接在提余液管路(20)上，依次接有質(zhì)量流量計(jì)F4、流量調(diào)節(jié)閥VR4、背壓調(diào)節(jié)閥VPZ7、加熱恒溫槽(26 );在提取液管路(21)上，依次接有質(zhì)量流量計(jì)F5、流量調(diào)節(jié)閥VR5、背壓調(diào)節(jié)閥VPZ8、加熱恒溫槽(26);兩加熱恒溫槽(26)分別與旋風(fēng)分離器S1、S2入口連接；旋風(fēng)分離器S1、S2的底部出口分別通過各自的開關(guān)式閥門Vi1、Vi2連接回收罐(30)，旋風(fēng)分離器S1、S2的上部出口分別通過單向閥或開關(guān)式閥門合并后連接背壓調(diào)節(jié)閥VPZ9、活性炭過濾器(27)、冷卻器(29)、流動(dòng)相液體儲(chǔ)罐(I);流動(dòng)相液體儲(chǔ)罐(I)的出口管路上依次接有恒壓泵(2)、緩沖罐(3)、加熱恒溫器(4)后與流動(dòng)相二氧化碳管路(9)連接，流動(dòng)相二氧化碳管路(9)分別通過開關(guān)式閥門VK6、VK7、VK8與流動(dòng)相二氧化碳恒流泵(11)、(12)、(14)入口端連接；由改性劑罐(5)提供的改性劑通過開關(guān)式閥門VK4經(jīng)改性劑管路(8)分別與改性劑恒流泵(13)、(15)入口端連接；流動(dòng)相二氧化碳恒流泵(14)的出口端、改性劑恒流泵(15)的出口端經(jīng)管道順序連接混合室Ml、流量調(diào)節(jié)閥VR1、質(zhì)量流量計(jì)Fl及流動(dòng)相入口管路(18);流動(dòng)相二氧化碳恒流泵(12)的出口端、改性劑恒流泵(13)的出口端經(jīng)管道順序連接混合室M2、流量調(diào)節(jié)閥VR2、質(zhì)量流量計(jì)F2及流動(dòng)相入口管路(17);從料液罐(6)提供的料液通過開關(guān)式閥門VK5和料液管路(7 )與料液恒流泵(10 )入口連接，流動(dòng)相二氧化碳恒流泵(11)的出口端、料液恒流泵(10)的出口端經(jīng)管道順序連接混合室M3、流量調(diào)節(jié)閥VR3、質(zhì)量流量計(jì)F3及進(jìn)樣口管路(16 );流動(dòng)相入口管路(18 )分別經(jīng)開關(guān)式閥門Vdl、Vd2、Vd3、Vd4、Vd5與色譜柱Zl、Z2、Z3、Z4、Z5入口端連接；流動(dòng)相入口管路(17)分別經(jīng)開關(guān)式閥門Vcl、Vc2、Vc3、Vc4、Vc5與色譜柱Zl、Z2、Z3、Z4、Z5入口端連接；進(jìn)樣口管路(16)分別經(jīng)開關(guān)式閥門Vb 1、Vb2、Vb3、Vb4 Vb5 與色譜柱 Z1、Z2、Z3、Z4、Z5 人口 端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述五區(qū)串聯(lián)模擬移動(dòng)床色譜裝置，其特征是:所述五區(qū)串聯(lián)模擬移動(dòng)床色譜裝置設(shè)于系統(tǒng)恒溫箱內(nèi)。
【文檔編號(hào)】B01D15/18GK203989958SQ201420390019
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】許建中, 許晨 申請(qǐng)人:國家海洋局第三海洋研究所