專(zhuān)利名稱(chēng)：用模擬移動(dòng)床色譜分離三組分混合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種模擬移動(dòng)床色譜分離方法，具體涉及一種從含三個(gè)組分的混合物 中分離出中等保留組分即目標(biāo)組分的模擬移動(dòng)床色譜分離方法，即用模擬移動(dòng)床色譜分離 三組分混合物的方法。
背景技術(shù)：
模擬移動(dòng)床(SMB)是一種連續(xù)的色譜分離技術(shù)。它將多根色譜柱首尾相接，沿液 相流動(dòng)方向周期性切換物料進(jìn)出口位置，實(shí)現(xiàn)液固兩相之間的“模擬”逆流移動(dòng)，以增加液 固兩相間的傳質(zhì)推動(dòng)力，從根本上提高了色譜分離效率。SMB最初主要應(yīng)用于石化領(lǐng)域的 C8分離和食品工業(yè)的糖類(lèi)分離。因SMB最適于分離雙組分，故在上世紀(jì)90年代被成功地引 入到手性藥物分離領(lǐng)域，獲得廣泛關(guān)注，SMB在雙組分分離方面的原理與工藝優(yōu)化等已被研 究得十分深入和透徹。但在有些場(chǎng)合，原料中除目標(biāo)組分外，還含兩個(gè)或以上其他組分，按照各個(gè)組分在 模擬移動(dòng)床的色譜柱上的出峰順序，可將先于目標(biāo)組分出峰的雜質(zhì)統(tǒng)稱(chēng)為前雜，而晚于目 標(biāo)組分出峰的雜質(zhì)則統(tǒng)稱(chēng)為后雜。上述的前雜，目標(biāo)組分和后雜也可依次稱(chēng)為弱保留組分、 中等保留組分和強(qiáng)保留組分，其中的組分一詞是指一個(gè)純物質(zhì)，或者出峰依次相連的一組 純物質(zhì)的統(tǒng)稱(chēng)。這種情況在天然產(chǎn)物分離純化領(lǐng)域尤為常見(jiàn)，此時(shí)常規(guī)SMB分離會(huì)遇到一 定困難。例如林炳昌教授研究組在用SMB純化槲皮素時(shí)，就遇到這一問(wèn)題，為此他們先后要 用到兩次SMB分離先用SMB分離除去前雜，得到槲皮素和后雜的混合物，然后再用SMB將 槲皮素與后雜分離，得到中等保留的目標(biāo)組分一一槲皮素[張麗華，高麗娟，林炳昌.模擬 移動(dòng)床色譜提純槲皮素，鞍山鋼鐵學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，25(2) :108-111]。這種措施應(yīng)用起來(lái)不 是很方便，兩次操作不能在一臺(tái)設(shè)備上同時(shí)進(jìn)行，必須等第一次的分離任務(wù)完成后方可進(jìn) 行第二次SMB分離，一方面增加了溶劑和設(shè)備的消耗，另一方面則增加了生產(chǎn)成本、步驟繁 瑣，有必要采取一些更為合理的方案以解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種一次性分離出中等保留組分，減少溶 劑消耗、降低設(shè)備損耗，且分離步驟簡(jiǎn)單的用模擬移動(dòng)床色譜分離三組分混合物的方法。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種用模擬移動(dòng)床色 譜分離三組分混合物的方法，該方法的具體步驟包括(1)進(jìn)料先配制溶液1和溶液2，溶液2中具有強(qiáng)洗脫能力的溶劑的體積百分含 量高于溶液1中具有強(qiáng)洗脫能力的溶劑的體積百分含量(構(gòu)成溶液1和溶液2的成分或 組分相同，但各成分或組分在溶液1或者溶液2中的體積配比不同)，再將含三個(gè)組分(前 雜、目標(biāo)組分和后雜，即弱保留組分、中等保留組分和強(qiáng)保留組分)的原料溶于溶液1配制 成原料液；將原料液從進(jìn)料口、溶液2從洗脫液入口分別流入模擬移動(dòng)床，II區(qū)內(nèi)部液相的 洗脫能力因此而強(qiáng)于III區(qū)內(nèi)部液相的洗脫能力，使得目標(biāo)組分在II區(qū)跟隨液相往III區(qū)移動(dòng)，而在III區(qū)則跟隨柱子切換往II區(qū)逆向移動(dòng)，目標(biāo)組分由此而被截留在II區(qū)和III 區(qū)內(nèi)部并逐步積累，與此同時(shí)，II區(qū)和III區(qū)內(nèi)部的前雜則跟隨液相朝萃余液出口移動(dòng)并 隨萃余液流出，而III區(qū)和II區(qū)內(nèi)部的后雜跟隨柱子切換朝萃取液出口移動(dòng)并隨萃取液流 出；(2)純化將原料液換成溶液1從進(jìn)料口流入模擬移動(dòng)床，將溶液2從洗脫液入口 流入模擬移動(dòng)床，與此同時(shí)，分別從萃余液出口收集前雜、從萃取液出口收集后雜，從而將 截留在II區(qū)和III區(qū)內(nèi)部的目標(biāo)組分進(jìn)一步純化；(3)回收將截留在模擬移動(dòng)床內(nèi)部的目標(biāo)組分沖洗出模擬移動(dòng)床進(jìn)行回收。上述步驟(1) (3)步驟完成后，重新開(kāi)始第二批次三組分混合物的分離，即進(jìn) 料_純化-回收-進(jìn)料_純化_回收，如此輪回操作。上述步驟(1)中的原料液從進(jìn)料口、溶液2從洗脫液入口為同時(shí)流入模擬移動(dòng)床 色譜系統(tǒng)。上述分離方法的要點(diǎn)在于步驟(1)和步驟(2)中，目標(biāo)組分在II區(qū)跟隨液相往前 移動(dòng)，而在III區(qū)則跟隨柱子切換逆向移動(dòng)，這要求目標(biāo)組分在II區(qū)內(nèi)部的遷移速率必須 大于其在III內(nèi)部的遷移速率。由于目標(biāo)組分的遷移速率同時(shí)取決于液相洗脫能力與液相 流速，而在步驟(1)和(2)中，II區(qū)液相流速總是低于III區(qū)液相流速，故必須使II區(qū)液 相的洗脫能力強(qiáng)于III區(qū)液相的洗脫能力才能實(shí)現(xiàn)上述要求----目標(biāo)組分在II區(qū)內(nèi)部的 遷移速率大于其在III區(qū)內(nèi)部的遷移速率。本發(fā)明正是基于此，使溶液2中具有強(qiáng)洗脫能 力的溶劑的含量高于溶液1中具有強(qiáng)洗脫能力的溶劑的含量。例如對(duì)于反相模擬移動(dòng)床色 譜，如果使用有機(jī)溶劑與水的混合液作為流動(dòng)相，則可使溶液2中的有機(jī)溶劑含量高于溶 液1中有機(jī)溶劑的含量，這樣，II區(qū)液相洗脫能力將比III區(qū)液相洗脫能力強(qiáng)。而在常規(guī)模 擬移動(dòng)床的常規(guī)分離方法中，因II區(qū)和III區(qū)內(nèi)部液相的洗脫能力相同，故目標(biāo)組分在II 區(qū)的遷移速率必定小于其在III區(qū)的遷移速率，這無(wú)法將目標(biāo)組分截留在II區(qū)和III區(qū)內(nèi) 部。本發(fā)明上述分離方法所采用的模擬移動(dòng)床設(shè)備包括I區(qū)、II區(qū)和III區(qū)，所述I至 III區(qū)的每一個(gè)區(qū)都由1根以上色譜柱串聯(lián)而成，其中，I區(qū)位于洗脫液入口與萃取液出口 之間，II區(qū)位于萃取液出口與進(jìn)料口之間，III區(qū)位于進(jìn)料口與萃余液出口之間；每隔一定 時(shí)間，洗脫液入口和進(jìn)料口均沿液體流動(dòng)方向切換至下一根柱子入口，而萃余液出口和萃 取液出口沿液體流動(dòng)方向切換至下一根柱子出口。根據(jù)上述分析，只要能夠使II區(qū)液相洗脫能力比III區(qū)液相洗脫能力強(qiáng)，就能將 目標(biāo)組分截留在II區(qū)和III區(qū)內(nèi)部，從而去除前雜和后雜。因此，本發(fā)明還可以將上述模 擬移動(dòng)床的I區(qū)與II區(qū)斷開(kāi)，其他結(jié)構(gòu)不變，同樣可以采用上述分離方法。此時(shí)，將溶液2 從II區(qū)入口直接流入模擬移動(dòng)床，使II區(qū)內(nèi)部液相的洗脫能力強(qiáng)于III區(qū)內(nèi)部液相的洗 脫能力；用另外一個(gè)溶液3從洗脫液入口流入模擬移動(dòng)床，并將I區(qū)流出液則全部收集為萃 取液；其他操作同上述I區(qū)與II區(qū)未斷開(kāi)的模擬移動(dòng)床色譜分離方法，也可實(shí)現(xiàn)一次分離 三組分混合物的目的。上述溶液3的組成并無(wú)嚴(yán)格要求(溶液3為溶液2也可以為其他溶 液)，只要滿足能夠?qū)區(qū)內(nèi)部的后雜沖洗完全即可。作為本發(fā)明分離方法的技術(shù)方案范圍內(nèi)的改進(jìn)，在分離過(guò)程中，將模擬移動(dòng)床的 萃余液出口和洗脫液入口之間再設(shè)置一個(gè)IV區(qū)，即常規(guī)的四區(qū)模擬移動(dòng)床色譜，同樣可實(shí)
5現(xiàn)一次分離三組分混合物的目的，但會(huì)增加固定相的用量。在上述分離方法步驟(1)中，隨著進(jìn)料操作的進(jìn)行，目標(biāo)組分必然在II區(qū)和III 區(qū)內(nèi)部不斷積累，最終II區(qū)和III區(qū)內(nèi)部的色譜柱會(huì)達(dá)到吸附飽和，以至于目標(biāo)組分從萃 余液中泄漏，此時(shí)色譜柱利用率達(dá)到最大，如果繼續(xù)進(jìn)料，并不能增加色譜柱的利用率，反 而只是浪費(fèi)時(shí)間和動(dòng)力；反過(guò)來(lái)，如II區(qū)和III區(qū)內(nèi)部色譜柱尚未達(dá)到飽和即停止進(jìn)料，則 未能充分利用色譜柱。故應(yīng)盡可能讓II區(qū)和III區(qū)內(nèi)部的色譜柱剛好達(dá)到吸附飽和，這可 通過(guò)檢測(cè)萃余液出口組成來(lái)予以判斷，此時(shí)目標(biāo)組分剛好開(kāi)始從萃余液中泄露。因此，作為 優(yōu)選，當(dāng)目標(biāo)組分在II區(qū)和III區(qū)內(nèi)部不斷積累，直到色譜柱吸附飽和以至于目標(biāo)組分剛 開(kāi)始從萃余液中泄漏時(shí)，停止進(jìn)料操作。在上述步驟(2)的純化操作中，隨著前雜不斷流出III區(qū)和后雜不斷地流出II 區(qū)，II區(qū)和III區(qū)內(nèi)部的目標(biāo)組分被不斷純化。作為優(yōu)選，當(dāng)前雜和后雜都去除干凈，直到 萃余液中的前雜和萃取液中的后雜含量都為0時(shí)，停止純化操作，這十分有利于接下來(lái)的 回收操作。在上述步驟(2)的純化操作中，有些情況下，前雜可能已被去除干凈，而后雜還殘 留在II和III區(qū)內(nèi)部；或者后雜可能被去除干凈，而前雜殘留在II區(qū)和III區(qū)內(nèi)部，在上 述情況下，也可以停止純化操作立即進(jìn)行步驟⑶的回收操作。針對(duì)不同情況，進(jìn)行的回收 操作如下若模擬移動(dòng)床的II區(qū)和III區(qū)內(nèi)部含有殘留的前雜和被截留的目標(biāo)組分，后雜 含量為0，則降低II區(qū)流量，從萃取液出口收集目標(biāo)組分，從萃余液出口收集前雜；若模擬 移動(dòng)床的II區(qū)和III區(qū)內(nèi)部含有殘留的后雜和被截留的目標(biāo)組分，前雜含量為0，則增加 II區(qū)流量，從萃余液出口收集目標(biāo)組分，從萃取液出口收集后雜。在上述步驟(3)的回收操作中，當(dāng)步驟(2)的純化操作完成后，模擬移動(dòng)床色譜的 II區(qū)和III區(qū)內(nèi)部只含有目標(biāo)組分時(shí)(后雜和前雜含量均為0)，可以采用以下三種方法中 的任一種來(lái)回收目標(biāo)組分方法(1)降低II區(qū)內(nèi)部液相流量，其余操作條件與純化階段操作條件相同，使截 留在II區(qū)和III區(qū)柱子內(nèi)部的目標(biāo)組分跟隨柱子切換逆向移動(dòng)，從而從萃取液出口收集目 標(biāo)組分；方法(2)將流入進(jìn)料口的溶液1更換為溶液2，其余操作條件則與純化階段操作 條件相同，使截留在II區(qū)和III區(qū)柱子內(nèi)部的目標(biāo)組分跟隨液相流動(dòng)，從而在萃余液出口 收集目標(biāo)組分；方法(3)采用純化階段相同的操作條件，但物料進(jìn)出口位置不再定期切換，從而 在萃余液出口回收目標(biāo)組分。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果1.本發(fā)明采用模擬移動(dòng)床分離三組分混合物的方法過(guò)程中，采用II區(qū)內(nèi)部液相 的洗脫能力強(qiáng)于III區(qū)內(nèi)部液相的洗脫能力這一措施，使中等保留組分(目標(biāo)組分)在II 區(qū)內(nèi)部跟隨液相往III區(qū)移動(dòng)，而在III區(qū)內(nèi)部則跟隨柱子切換往II區(qū)逆向移動(dòng)，從而能 夠?qū)⒛繕?biāo)組分截留在II區(qū)和III區(qū)內(nèi)部，并經(jīng)過(guò)純化、回收步驟，實(shí)現(xiàn)使用模擬移動(dòng)床一次 性分離出目標(biāo)組分的目的，且節(jié)省溶劑和設(shè)備消耗，降低了成本。2.本發(fā)明的方法也可如附圖2所示，將模擬移動(dòng)床的I區(qū)與II區(qū)斷開(kāi)，洗脫液2 直接從II區(qū)入口流入模擬移動(dòng)床，而用另一個(gè)可將I區(qū)內(nèi)部的后雜洗脫完全的溶液沖洗I
6區(qū)，并將I區(qū)流出液全部收集為萃取液；或者如圖3和4所示，在洗脫液入口和萃余液出口 之間再設(shè)置一個(gè)IV區(qū)，同樣達(dá)到使用模擬移動(dòng)床一次分離三組分混合物得到目標(biāo)組分的 目的。


圖1為本發(fā)明采用三個(gè)區(qū)的模擬移動(dòng)床色譜分離三組分混合物的方法工藝流程 結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明采用三個(gè)區(qū)的模擬移動(dòng)床色譜，且I區(qū)與II區(qū)斷開(kāi)的分離三組分混 合物的方法工藝流程結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明采用四個(gè)區(qū)閉環(huán)模擬移動(dòng)床色譜分離三組分混合物的方法工藝流 程結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明采用四四區(qū)開(kāi)環(huán)模擬移動(dòng)床色譜分離三組分混合物的方法工藝流 程結(jié)構(gòu)示意圖。在用圖1到圖4所示的模擬移動(dòng)床色譜分離三組分混合物方法的步驟(3)—一回 收操作中，均將II區(qū)流量設(shè)為0，故III區(qū)流出液即為溶液1。圖5為傳統(tǒng)模擬移動(dòng)床設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1至5所示1洗脫液入口，2.萃取液出口，3.進(jìn)料口(原料液進(jìn)口或溶液1 進(jìn)口)，4.萃余液出口，5. II區(qū)入口。圖6為辣椒堿總堿在反相色譜柱上的色譜譜圖，依次出峰的組分1，2，3，4分別為 降二氫辣椒堿，辣椒堿，二氫辣椒堿和高辣椒堿。圖7為實(shí)施例1進(jìn)料操作過(guò)程中的161至200分鐘內(nèi)萃取液和萃余液的反相色譜 分析譜圖。圖8為實(shí)施例1純化操作過(guò)程中的41至60分鐘內(nèi)萃取液和萃余液的反相色譜分 析譜圖。圖9為實(shí)施例1回收操作過(guò)程中所獲得的目標(biāo)產(chǎn)品分析譜圖。
具體實(shí)施例方式下面以辣椒總堿的分離作為例子，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。辣椒總堿原料購(gòu) 自鄭州貝拜歐生物技術(shù)有限公司。如圖6所示，在反相硅膠柱上，辣椒總堿中各個(gè)單體的出 峰順序依次為降二氫辣椒堿、辣椒堿、二氫辣椒堿和高辣椒堿等，其中目標(biāo)組分為二氫辣椒 堿，前雜為降二氫辣椒堿與辣椒堿，后雜為高辣椒堿。用本發(fā)明提出的三組分模擬移動(dòng)床分 離方法從辣椒總堿中分離出二氫辣椒堿。1.模擬移動(dòng)床色譜分離系統(tǒng)模擬移動(dòng)床色譜分離系統(tǒng)為德國(guó)Knauer公司產(chǎn)CSP9116，包括洗脫液泵P1、II區(qū) 內(nèi)部循環(huán)泵P2、進(jìn)料泵P3和IV區(qū)內(nèi)部循環(huán)泵P4和色譜柱。如圖5所示，II區(qū)和IV區(qū)內(nèi) 部流量分別由II區(qū)和IV區(qū)內(nèi)部的循環(huán)泵P2和P4控制，而I區(qū)流量則由IV區(qū)內(nèi)部循環(huán) 泵P4與洗脫液泵Pl共同控制，III區(qū)內(nèi)部流量由II區(qū)內(nèi)部循環(huán)泵P2和進(jìn)料泵P3共同控 制，操作溫度30°C。每隔一定時(shí)間，洗脫液入口和進(jìn)料口均沿液體流動(dòng)方向切換至下一根柱 子入口，而萃余液出口和萃取液出口沿液體流動(dòng)方向移動(dòng)至下一根柱子出口。該分離系統(tǒng)通過(guò)不同變化，可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明提出的三組分模擬移動(dòng)床分離方法，例如關(guān)閉IV區(qū)內(nèi)部循環(huán) 泵，即可實(shí)現(xiàn)圖1或圖2所示的相當(dāng)于三個(gè)區(qū)模擬移動(dòng)床的分離方法。2.分離步驟1)進(jìn)料用不同比例的甲醇和水配制溶液1和溶液2(溶液2中具有強(qiáng)洗脫能力 的甲醇的體積百分比高于溶液1中甲醇的體積百分比)，將原料(含有三個(gè)組分，按其出峰 順序依次為前雜_降二氫辣椒堿和辣椒堿；目標(biāo)組分一 二氫辣椒堿；后雜_高辣椒堿等) 溶于溶液1配制成原料液，然后將原料液和溶液2分別從進(jìn)料口 3和洗脫液入口 1流入模 擬移動(dòng)床，與此同時(shí)，從萃余液出口 4收集前雜，從萃取液出口 2收集后雜，當(dāng)萃余液中剛開(kāi) 始出現(xiàn)目標(biāo)組分時(shí)，停止進(jìn)料操作；2)純化將原料液換成溶液1從進(jìn)料口流入模擬移動(dòng)床，溶液2仍從洗脫液入口 流入模擬移動(dòng)床，與此同時(shí)，分別從萃余液出口 4收集前雜、萃取液出口 2收集后雜，當(dāng)模 擬移動(dòng)床內(nèi)部的前雜和后雜全部去除干凈直到萃余液和萃取液中的前雜和后雜含量均為0 時(shí)，停止純化操作；3)回收采用純化階段的操作條件，但降低II區(qū)內(nèi)部液相流量至0，使截留在II 區(qū)和III區(qū)柱子內(nèi)部的目標(biāo)組分跟隨柱子切換逆向移動(dòng)，并從萃取液出口 2流出。上述步驟完成后，重新開(kāi)始第二批次三組分混合物的分離，即進(jìn)料_純化_回 收-進(jìn)料-純化_回收，如此輪回操作。3.成品檢驗(yàn)高效液相色譜分析產(chǎn)品純度。高效液相色譜系統(tǒng)組成Knauer K501泵， AgilentTC-C18柱(4. 6 X 150mm, 5 μ m)，Knauer K2501檢測(cè)器；液相色譜分析條件流動(dòng)相 為甲醇/水(體積比70/30)，流速0. 5mL/min,檢測(cè)波長(zhǎng)280nm,柱溫:30°C。下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明給予進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例中，模擬移動(dòng)床色譜使用 的色譜柱直徑1cm，長(zhǎng)度10cm，填料為日本富士公司產(chǎn)C18硅膠，粒徑20 45 μ m。分別配 制兩種溶液，其中溶液1為甲醇/水(體積比60/40)，溶液2為甲醇/水(體積比80/20)。 將辣椒總堿原料溶于溶液1，制成濃度10mg/mL的原料液。實(shí)施例1(見(jiàn)圖1所示)I區(qū)、II區(qū)、III區(qū)各安排2根柱子。并停用如圖5所示的傳統(tǒng)模擬移動(dòng)床設(shè)備的 IV區(qū)循環(huán)泵P4(相當(dāng)于IV區(qū)不使用，僅為具有三個(gè)區(qū)的開(kāi)環(huán)模擬移動(dòng)床)。步驟1-進(jìn)料將原料液從進(jìn)料口 3以3mL/min流量泵入模擬移動(dòng)床分離系統(tǒng)；而 溶液2以4. 5mL/min流量從洗脫液入口 1流入模擬移動(dòng)床分離系統(tǒng)(原料液和溶液2同時(shí) 進(jìn)入分離系統(tǒng))；II區(qū)流量控制為3mL/min，每隔5分鐘，洗脫液入口 1和進(jìn)料口 3均沿液體 流動(dòng)方向切換至下一根柱子入口，而萃余液出口 4和萃取液出口 2沿液體流動(dòng)方向移動(dòng)至 下一根柱子出口。分別用高效液相色譜分析萃余液和萃取液組成，結(jié)果表明萃余液和萃取 液中分別含有前雜和后雜，但均不含目標(biāo)組分，表明目標(biāo)組分已被有效地截留在系統(tǒng)的II 區(qū)和III區(qū)內(nèi)部。當(dāng)達(dá)到48次切換(即240分鐘)后，萃余液中開(kāi)始有目標(biāo)組分流出，表 明色譜柱已達(dá)到吸附飽和，此時(shí)停止進(jìn)料操作。圖7為進(jìn)料階段的161分鐘至200分鐘內(nèi) 的萃余液和萃取液的液相分析譜圖，從圖可知目標(biāo)組分已被有效地截留在II區(qū)和III區(qū)內(nèi) 部，因而萃取液和萃余液中均不含目標(biāo)組分。步驟2純化將原料液換為溶液1，而溶液2仍從洗脫液入口 1流入分離系統(tǒng)，分別用高效液相色譜分析萃余液和萃取液組成，發(fā)現(xiàn)約32次切換(即160分鐘)后，萃余 液和萃取液中前雜和后雜含量為0，此時(shí)停止純化操作。圖8為純化階段的41分鐘至60分 鐘內(nèi)的萃余液和萃取液的液相分析譜圖，從圖可知萃取液和萃余液中均不含目標(biāo)組分，目 標(biāo)組分在II區(qū)和III區(qū)內(nèi)部已獲得有效的純化。步驟3回收與純化操作條件相同，但關(guān)閉II區(qū)內(nèi)部循環(huán)泵，即II區(qū)內(nèi)部流 量為0。分別用高效液相色譜分析萃取液和萃余液組成，經(jīng)8次切換(即40分鐘)即可將 截留在II區(qū)和III區(qū)內(nèi)部的目標(biāo)組分全部從萃取液中回收，且萃取液只含目標(biāo)組分，不含 后雜和前雜?；厥胀戤吅笥种匦麻_(kāi)始進(jìn)料操作。圖9為在回收階段從萃取液出口中收集到 的產(chǎn)品溶液的液相分析譜圖，從圖可知，產(chǎn)品溶液中不含前雜和后雜，只含有目標(biāo)組分，且 目標(biāo)組分在產(chǎn)品液中的濃度高于其在原料液中的濃度(比較圖6和圖9)。實(shí)施例2 (見(jiàn)圖2所示)采用實(shí)施例1的僅相當(dāng)于三個(gè)區(qū)的模擬移動(dòng)床，但斷開(kāi)其中的I區(qū)和II區(qū)，將溶 液2通過(guò)II區(qū)入口 5直接流入II區(qū)，而用純甲醇(溶液3)沖洗I區(qū)，并將I區(qū)流出液全 部收集為萃取液。其余操作條件與操作步驟與實(shí)施例1相同。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，產(chǎn)品分離純 度不變化。實(shí)施例3 (見(jiàn)圖3或圖4所示)采用四區(qū)的模擬移動(dòng)床，即在模擬移動(dòng)床的萃余液出口和洗脫液入口之間再設(shè)置 一個(gè)IV區(qū)，I區(qū)、II區(qū)、III區(qū)和IV區(qū)各安排2根柱子，IV區(qū)流量設(shè)為2mL/min。其余操作 條件和操作步驟與實(shí)施例1相同。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，增設(shè)一個(gè)IV區(qū)不影響分離效果。實(shí)施例4將實(shí)施例1中的進(jìn)料時(shí)間縮短至3個(gè)小時(shí)(即II區(qū)、III區(qū)內(nèi)部色譜柱未達(dá)到吸 附飽和)，其余操作條件與操作步驟不變，同樣實(shí)現(xiàn)了使用模擬移動(dòng)床一次分離得到目標(biāo)組 分的目的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，產(chǎn)品分離純度不變，但產(chǎn)品濃度降低。實(shí)施例5將實(shí)施例1中的進(jìn)料時(shí)間延長(zhǎng)至5個(gè)小時(shí)(即II區(qū)和III區(qū)內(nèi)部色譜柱達(dá)到吸 附飽和后仍進(jìn)行進(jìn)料操作)，其余操作條件與操作步驟不變，同樣實(shí)現(xiàn)了使用模擬移動(dòng)床一 次分離得到目標(biāo)組分的目的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，產(chǎn)品分離純度和產(chǎn)品濃度均不變。實(shí)施例6 步驟1-進(jìn)料與實(shí)施例1中的步驟1相同；步驟2純化將原料液換為溶液1，而溶液2仍從洗脫液入口 1流入分離系統(tǒng)。 分別用高效液相色譜分析萃余液和萃取液組成，當(dāng)模擬移動(dòng)床切換16次(即80分鐘)后， 萃余液的前雜含量為0，萃取液中還含有后雜，這表明前雜已去除干凈，而后雜仍有殘留。此 時(shí)，停止純化操作；步驟3回收與純化操作條件相同，但增加II區(qū)流量至4. OmL/min。分別用高 效液相色譜分析萃取液和萃余液組成，經(jīng)20次切換(即100分鐘)后，截留在II區(qū)和III 區(qū)內(nèi)部的目標(biāo)組分被全部從萃余液中回收，而殘留的后雜則總萃取液中回收?；厥胀戤吅?又重新開(kāi)始進(jìn)料操作。以上實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的說(shuō)明和進(jìn)一步解釋?zhuān)皇菍?duì)本發(fā)明的限制，在本發(fā)明 的精神和權(quán)利保護(hù)范圍內(nèi)所做的任何修改，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種用模擬移動(dòng)床色譜分離三組分混合物的方法，其特征在于采用的模擬移動(dòng)床色譜包含I區(qū)、II區(qū)和III區(qū)，所述I至III區(qū)的每一個(gè)區(qū)都由1根以上色譜柱串聯(lián)而成，其中，I區(qū)位于洗脫液入口與萃取液出口之間，II區(qū)位于萃取液出口與進(jìn)料口之間，III區(qū)位于進(jìn)料口與萃余液出口之間，具體分離步驟包括(1)進(jìn)料先配制溶液1和溶液2，其中溶液2中具有強(qiáng)洗脫能力的溶劑的體積百分含量高于溶液1中具有強(qiáng)洗脫能力的溶劑的體積百分含量，然后將含三個(gè)組分的原料溶于溶液1配制成原料液；分別將原料液從進(jìn)料口、溶液2從洗脫液入口流入模擬移動(dòng)床，II區(qū)內(nèi)部液相的洗脫能力因此而強(qiáng)于III區(qū)內(nèi)部液相的洗脫能力，使得II區(qū)內(nèi)部的目標(biāo)組分跟隨液相往III區(qū)移動(dòng)，而III區(qū)內(nèi)部的目標(biāo)組分則跟隨柱子切換往II區(qū)逆向移動(dòng)，目標(biāo)組分由此而被截留在II區(qū)和III區(qū)內(nèi)部并逐步積累，與此同時(shí)，II區(qū)和III區(qū)內(nèi)部的前雜則跟隨液相朝萃余液出口移動(dòng)并隨萃余液流出，而III區(qū)和II區(qū)內(nèi)部的后雜跟隨柱子切換朝萃取液出口移動(dòng)并隨萃取液流出；(2)純化將原料液換成溶液1從進(jìn)料口流入模擬移動(dòng)床，將溶液2從洗脫液入口流入模擬移動(dòng)床，與此同時(shí)，分別從萃余液出口收集前雜，從萃取液出口收集后雜，從而使截留在II區(qū)和III區(qū)內(nèi)部的目標(biāo)組分得以純化；(3)回收將截留在模擬移動(dòng)床內(nèi)部的目標(biāo)組分沖洗出模擬移動(dòng)床。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用模擬移動(dòng)床色譜分離三組分混合物的方法，其特征在于 在分離過(guò)程，將模擬移動(dòng)床色譜的I區(qū)與II區(qū)斷開(kāi)，將溶液2從II區(qū)入口流入模擬移動(dòng)床， 使II區(qū)內(nèi)部液相的洗脫能力強(qiáng)于III區(qū)內(nèi)部液相的洗脫能力；將任一種能夠洗脫I區(qū)內(nèi)部 后雜的溶液3從洗脫液入口流入模擬移動(dòng)床，I區(qū)流出液全部收集為萃取液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用模擬移動(dòng)床色譜分離三組分混合物的方法，其特征在于 在分離過(guò)程，在模擬移動(dòng)床的萃余液出口和洗脫液入口之間再設(shè)置一個(gè)IV區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的用模擬移動(dòng)床色譜分離三組分混合物的方法，其特 征在于在進(jìn)料階段，當(dāng)目標(biāo)組分在II區(qū)和III區(qū)內(nèi)部不斷積累直到色譜柱吸附飽和以至 于目標(biāo)組分剛開(kāi)始從萃余液中泄漏時(shí)，停止進(jìn)料操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的用模擬移動(dòng)床色譜分離三組分混合物的方法，其特 征在于在進(jìn)料階段，當(dāng)目標(biāo)組分在II區(qū)和III區(qū)內(nèi)部色譜柱上尚未達(dá)到飽和，停止進(jìn)料操 作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的用模擬移動(dòng)床色譜分離三組分混合物的方法，其特 征在于在進(jìn)料階段，當(dāng)目標(biāo)組分在II區(qū)和III區(qū)內(nèi)部色譜柱上已經(jīng)過(guò)飽和，停止進(jìn)料操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的用模擬移動(dòng)床色譜分離三組分混合物的方法，其特 征在于在純化階段，當(dāng)模擬移動(dòng)床內(nèi)部的前雜和后雜都全部去除干凈，直到萃余液中的前 雜和萃取液中的后雜的含量都為O時(shí)，停止純化操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的用模擬移動(dòng)床色譜分離三組分混合物的方法，其特 征在于在純化階段，當(dāng)II區(qū)和III區(qū)的色譜柱中只含有前雜和被截留的目標(biāo)組分，而后雜 含量為O時(shí)，停止純化操作，進(jìn)行回收操作，即降低II區(qū)流量，從萃取液出口收集目標(biāo)組分， 從萃余液出口收集前雜。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的用模擬移動(dòng)床色譜分離三組分混合物的方法，其特征在于在純化階段，當(dāng)II區(qū)和III區(qū)的色譜柱中只含有后雜和被截留的目標(biāo)組分，而前雜 含量為O時(shí)，停止純化操作，進(jìn)行回收操作，即增加II區(qū)流量，從萃余液出口收集目標(biāo)組分， 從萃 取液出口收集后雜。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種用模擬移動(dòng)床色譜分離三組分混合物的方法，分離步驟為1)進(jìn)料使II區(qū)內(nèi)部液相的洗脫能力強(qiáng)于III區(qū)內(nèi)部液相的洗脫能力，從而將目標(biāo)組分截留在II區(qū)和III區(qū)內(nèi)部；2)純化將進(jìn)料液更換成溶解原料所用的溶液，繼續(xù)使II區(qū)內(nèi)部液相的洗脫能力強(qiáng)于III區(qū)內(nèi)部液相的洗脫能力，從而可將前雜和后雜去除干凈，進(jìn)一步純化截留在II區(qū)和III區(qū)內(nèi)部的目標(biāo)組分；3)回收將截留在II區(qū)和III區(qū)內(nèi)部的目標(biāo)組分沖洗出模擬移動(dòng)床。然后，重新進(jìn)料、純化、回收，如此輪回操作。本發(fā)明的模擬移動(dòng)床色譜分離系統(tǒng)能夠從一次性從多組分混合物中有效地分離出中等保留的目標(biāo)物，從而節(jié)約能耗，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)B01D15/08GK101961565SQ201010290708
公開(kāi)日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者危鳳 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院