WO2009080591A1 - Micro-rectification column for the thermal separation of fluids - Google Patents

Micro-rectification column for the thermal separation of fluids Download PDF

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WO2009080591A1
WO2009080591A1 PCT/EP2008/067556 EP2008067556W WO2009080591A1 WO 2009080591 A1 WO2009080591 A1 WO 2009080591A1 EP 2008067556 W EP2008067556 W EP 2008067556W WO 2009080591 A1 WO2009080591 A1 WO 2009080591A1
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column
insert
housing
micro
rectification
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PCT/EP2008/067556
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Athanassios Ziogas
Hans-Joachim Kost
Bernd Werner
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INSTITUT FüR MIKROTECHNIK MAINZ GMBH
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/32Other features of fractionating columns ; Constructional details of fractionating columns not provided for in groups B01D3/16 - B01D3/30
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04763Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
    • F25J3/04866Construction and layout of air fractionation equipments, e.g. valves, machines
    • F25J3/04896Details of columns, e.g. internals, inlet/outlet devices
    • F25J3/04903Plates or trays
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2260/00Heat exchangers or heat exchange elements having special size, e.g. microstructures

Definitions

  • a column tray greatly affects the separation properties of a rectification column for a particular separation task. Only the different flow properties of the mixture to be separated and its components make it necessary to determine the appropriate column bottom construction and the optimal properties of the column bottoms, such as material, surface properties, size of the pores, openings or slots for a particular separation task. In the preparation of a column, these properties are usually predetermined in advance, whereby a column is obtained which is optimized for a particular separation task, however, which need not necessarily be suitable for another separation task. Accordingly, it may be necessary for different separation tasks, several different rectification columns, which is associated with correspondingly higher acquisition costs. Especially in areas where you are confronted with very different separation tasks, such as the production of small quantities of If chemicals were used in scientific laboratories or in the production of fine chemicals, this poses a problem.
  • the micro-rectification column according to the invention is due to the ability to quickly and easily vary the type, number and arrangement of the column trays of particular advantage in the preparative separation of small amounts of different liquid mixtures in a fine chemical laboratory. Also in the fractionation of available only in very small amounts mixtures, such. Mixtures of certain essential oils, the micro-rectification column according to the invention can be adapted in an advantageous manner by selecting the type, number and arrangement of the tray quickly and easily to the respective separation task.
  • the micro-rectification column according to the invention is extremely useful in a development or research laboratory in which distillative separation systems suitable for certain separation tasks are sought or in which the parameters of the rectification and their interaction are investigated in principle.
  • the materials of which the column housing or the column housing parts and the column insert mainly comprise preferably have similar thermal expansion coefficients. More preferably, the materials that make up the column insert and the column bottoms mainly have similar thermal expansion coefficients. More preferably, the materials of which the column housing or column housing parts, the column insert and the column trays are made mainly have similar thermal expansion coefficients.
  • similar coefficients of thermal expansion coefficients of thermal expansion is meant here that the coefficients of thermal expansion of a material used differ by no more than 30% from the thermal expansion coefficient of another material used, the percentage deviation being based on the material with the higher coefficient of thermal expansion. efficient is calculated. Even more preferably, the deviation is less than 20%, more preferably the deviation is less than 10%.
  • a particular embodiment of a micro-rectification column according to the invention is characterized in that the column housing consists of two column housing parts, e.g. a column housing front part and a column housing rear part, wherein these column housing parts are connectable to each other so that thereby the column interior is formed.
  • the column housing consists of three column housing parts, e.g. a column housing front part, a column housing rear part and a column housing intermediate part, wherein these column housing parts are connectable to each other so that thereby the column interior is formed.
  • the column housing consists of several column housing parts, e.g. a column housing front part, a column housing rear part and a plurality of column housing intermediate parts, wherein these column housing parts are connectable with each other so that thereby the column interior is formed.
  • the column housing or at least one column housing part has a viewing window, by means of which the column interior can also be seen during the recognition.
  • a viewing window, an opening or an open area is also provided at the corresponding location of the column insert used.
  • the viewing window in the column housing be arranged between the intermediate part, in these cases, a correspondingly large opening in the Kolonen- nenonen front part or back part is provided.
  • the micro-rectification column according to the invention has a substantially cylindrical shape, wherein the base areas of column housing and column insert are accordingly substantially circular.
  • footprint is meant here the area occupied by the column housing or column insert in the plan view from above.
  • the column insert has a rectangular base and therefore has a substantially cuboid shape, wherein the defined by the column housing interior has a corresponding rectangular base, so that the cuboid column insert in this interior is accurately inserted.
  • the flattened rectangular shape or plate shape has the advantage that the interior of the micro-rectification column can be tempered more uniformly.
  • Cylindrical rectification columns having a circular base area have the disadvantage that, even when the column is heated from the outside over its entire height, a temperature gradient decreasing radially to the column center occurs radially.
  • the present invention also includes a plant for the separation of mixtures, the plant comprising a micro-rectification column according to the invention.
  • the connecting means via which in the present embodiment, the column housing parts can be so firmly connected to each other that a gas- and liquid-tight sealed column interior is formed, here are a plurality of hex bolts 20 and hex nuts 21, which are arranged along the outer edge of the two flat sides of the column housing are.
  • the column housing of the embodiment of the micro-rectification column according to the invention shown in FIG. 1 has the shape of a flattened cuboid.
  • a large opening is provided, which is closed by the arranged in the column housing intermediate part 7 viewing window 16 in the assembled state.
  • a support 22 is provided between the column housing front part 5 and the column housing intermediate part 7.
  • FIG. 2 shows the embodiment of the microcentrifugation column 1 according to the invention shown in FIG. 1 in an assembled state in a front view.
  • the column insert 4 Through the opening in the column housing front part 5 and through the viewing window in the column housing intermediate part 7 of the column insert 4 can be seen.
  • the column insert 4 In the column insert 4 is a large recess which defines the column interior in connection with the column housing intermediate part 7.
  • a seal 24 is provided at the upper edge of the recess provided in the column insert 4.
  • the column interior is subdivided by column bottoms 2 arranged essentially horizontally above one another.
  • the column bottoms extend from left to right between holders 17 provided in the recess into which the column bottoms 2 can be inserted.
  • the recess in the column insert 4 forms a bubble 12.
  • the recess opens into a substantially horizontally extending connection 15.
  • the dephlegmator 10 is in fluid contact with the column interior.
  • the dephlegmator 10 is in fluid contact with the (product) condenser 33.
  • Via the valve heads 23 and 23 ' can be controlled from the outside, whether the condensate from the dephlegmator 10 is returned to the column interior, or whether liquid phase / gas phase enters the product condenser 33, from where the product can be removed via the outlet.
  • the embodiment of the micro-rectification column according to the invention shown in FIG. 2 has the shape of an upright flat cuboid with a substantially rectangular base area.

Abstract

In order to provide a rectification column which can be employed in e.g. a fine chemicals laboratory or in a scientific laboratory for a plurality of very different separation tasks in the preparative separation of small amounts of fluid mixtures, a micro-rectification column for the thermal separation of fluids is suggested according to the invention, said column having multiple column floors arranged in the micro-rectification column and dividing the column interior. The micro-rectification column is characterized in that the same has a column housing and at least one column insert, wherein the column floors are arranged on the column insert, and wherein the column insert is arranged in the column housing in a removable manner. Using the micro-rectification column as suggested according to the invention, better separation performance can be achieved for multiple different individual separation tasks than using a conventional rectification column.

Description

Mikrorektifikationskolonne für die thermische Trennung von Flüssigkeiten Micro-rectification column for the thermal separation of liquids
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mikrorektifikationskolonne für die thermische Trennung von Flüssigkeiten mit mehreren in der Mikrorektifikationskolonne angeordneten, und den Kolon- neninnenraum unterteilenden Kolonnenböden.The present invention relates to a micro-rectification column for the thermal separation of liquids with a plurality of column trays arranged in the micro-rectification column and subdividing the column interior.
Destillation und Rektifikation sind Verfahren für die destillative Auftrennung von Flüssigkeitsgemischen. Im Vergleich zur einfachen Destillation ist die Rektifikation mehrstufig ausgebildet und bietet hierdurch eine deutlich höhere Trennleistung. Die Mehrstufigkeit wird bei der Rektifikation dadurch bewirkt, daß flüssige Phase und gasförmige Phase in der Kolonne unter unmittelbarer Berührung im Gegenstrom zueinander geführt werden. Hierzu sind in einer Rektifikationskolonne Vorrichtungen (Packungen, Füllkörper, Kolonnenböden) vorgesehen, die eine möglichst große Kontaktfläche zwischen der flüssigen Phase und der gasförmigen Phase ermöglichen.Distillation and rectification are processes for the distillative separation of liquid mixtures. Compared to simple distillation, the rectification is multi-stage and thus offers a significantly higher separation efficiency. The multi-step is effected in the rectification, characterized in that liquid phase and gaseous phase in the column are conducted under direct contact in countercurrent to each other. For this purpose, devices (packings, fillers, column trays) are provided in a rectification column, which allow the largest possible contact area between the liquid phase and the gaseous phase.
An der Kontaktfläche zwischen flüssiger Phase und gasförmiger Phase in einem bestimmten Bereich einer Rektifikationskolonne kann sich bei gegebener Temperatur und gegebenem Druck und bei ausreichend langem Kontakt theoretisch ein Gleichgewicht der Stoffe, die in der flüssigen Phase vorliegen, und der Stoffe, die in der gasförmigen Phase vorliegen, einstellen. Dies ist tatsächlich jedoch nur bei der idealen Kolonne der Fall. Zwar wird der Idealzustand der Gleichgewichtseinstellung in der Praxis üblicherweise nicht erreicht, dennoch reichern sich bei der Rektifikation durch das Gegenstromprinzip die leichter flüchtigen Komponenten des Flüssigkeitsgemisches in Richtung des Kolonnenkopfes an und die schwerer flüchtigen in Richtung des Kolonnenbodens. Die Trennleistung einer Kolonne kann dann aus den Parametern der tatsächlich erfolgten Trennung rechnerisch bestimmt werden und wird ausgedrückt in Form der errechneten Anzahl der theoretischen Böden.At the contact surface between the liquid phase and the gaseous phase in a certain region of a rectification column, a balance of the substances which are present in the liquid phase and the substances which are in the gaseous phase can theoretically occur at a given temperature and pressure and with sufficiently long contact present, adjust. This is actually only the case with the ideal column. Although the ideal state of equilibrium adjustment is usually not achieved in practice, in rectification by the countercurrent principle, the more volatile components of the liquid mixture accumulate in the direction of the top of the column and the less volatile in the direction of the bottom of the column. The separation efficiency of a column can then be calculated from the parameters of the actual separation and is expressed in terms of the calculated number of theoretical plates.
Die Rektifikation ist ein industriell häufig angewandtes Verfahren zur Stofftrennung und wird beispielsweise eingesetzt beim Brennen alkoholischer Getränke, bei der Erdölraffination, bei der industriellen Herstellung von Flüssigchemikalien und bei der destillativen Auftrennung von verflüssigter Luft in ihre Bestandteile.Rectification is an industrially widely used process for separating substances and is used, for example, in the burning of alcoholic beverages, in petroleum refining, in the industrial production of liquid chemicals and in the distillative separation of liquefied air into its constituents.
Rektifikationskolonnen sind säulen- oder turmartige Geräte oder Apparate aus beispielsweise Glas, metallischen Werkstoffen oder Keramik. Im Bereich des Kolonnensumpfes ist üblicher- weise ein Verdampfer angeordnet und im Bereich des Kolonnenkopfes befindet sich allgemein ein Kondensator. In der Regel befindet sich im unteren Bereich der Rektifikationskolonne ein Einlaß und am Kolonnenkopf bzw. im Bereich des Kondensators ein Auslaß, wobei Einlaß und Auslaß so gestaltet sein können, daß ein kontinuierlicher oder diskontinuierlicher Betrieb der Kolonne erfolgen kann.Rectification columns are columnar or tower-like devices or apparatuses made of, for example, glass, metallic materials or ceramics. In the area of the column bottom is usual example, an evaporator arranged and in the region of the column head is generally a capacitor. As a rule, there is an inlet in the lower region of the rectification column and an outlet at the top of the column or in the region of the condenser, wherein the inlet and outlet can be designed such that a continuous or discontinuous operation of the column can take place.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bodenkolonne. Bei einer Bodenkolonne sind die Vorrichtungen, die vorgesehen sind, um eine möglichst große Kontaktfläche zwischen der flüssigen Phase und der gasförmigen Phase zu ermöglichen, Kolonnenböden. Kolonnenböden sind übli- cherweise waagerechte, plattenförmige Einbauten, die in bestimmten Abständen in die zylindrische Kolonne eingebaut sind. Die Böden von Bodenkolonnen können sieb- oder gitterförmig ausgestaltet sein oder andere Einrichtungen aufweisen, durch die die gasförmige Phase den Boden durchdringen kann, wie z.B. Bohrungen, Schlitze, glockenförmige Durchlässe oder Ventile. Bei der Rektifikation fließt die flüssige Phase auf einer Seite der Kolonne auf den Kolon- nenboden und von dort quer über den Boden und an der anderen Seite über ein Wehr auf den darunter liegenden Boden. Die Flüssigkeitsschicht, die sich auf dem Kolonnenboden befindet, kommt hierbei mit der gasförmigen Phase in Kontakt. Sind im Kolonnenboden Öffnungen vorgesehen, durch die die gasförmige Phase hindurchtreten kann, so bildet sich eine sogenannte Sprudelschicht aus. Bei Glockenböden kann ein Teil der durch die im Boden vorgesehenen Öffnungen durchtretenden gasförmigen Phase an den über den Öffnungen angeordneten Glocken kondensieren, wobei das Kondensat von dort auf den Glockenboden gelangt, wo es sich ansammelt.The present invention relates to a tray column. In a tray column, the devices which are provided to allow the largest possible contact area between the liquid phase and the gaseous phase, column trays. Column trays are usually horizontal, plate-shaped internals, which are installed at certain intervals in the cylindrical column. The trays of tray columns may be screen or grid shaped or have other means by which the gaseous phase can penetrate the soil, e.g. Holes, slots, bell-shaped passages or valves. During rectification, the liquid phase flows on one side of the column onto the bottom of the column and from there across the bottom and on the other side via a weir to the soil below. The liquid layer, which is located on the bottom of the column, in this case comes into contact with the gaseous phase. If openings are provided in the column bottom through which the gaseous phase can pass, a so-called bubble layer is formed. In bubble-cap trays, a portion of the gaseous phase passing through the apertures provided in the bottom may condense on the bells located above the apertures, the condensate passing from there to the bubble-cap where it accumulates.
Die Bauweise eines Kolonnenbodens beeinflußt in hohem Maße die Trenneigenschaften einer Rektifikationskolonne für eine bestimmte Trennaufgabe. Alleine die unterschiedlichen Fließeigenschaften des zu trennenden Gemischs und seiner Komponenten machen es erforderlich, daß man für eine bestimmte Trennaufgabe die geeignete Kolonnenbodenbauweise und die optimalen Eigenschaften der Kolonnenböden, wie z.B. Material, Oberflächeneigenschaften, Größe der Poren, Öffnungen oder Schlitze, ermittelt. Bei der Herstellung einer Kolonne werden diese Eigenschaften üblicherweise vorab festlegt, wodurch man ein Kolonne erhält, die für eine bestimmte Trennaufgabe optimiert ist, die für eine andere Trennaufgabe dagegen nicht unbedingt geeignet sein muß. Demzufolge benötigt man für unterschiedliche Trennaufgaben unter Umständen auch mehrere verschiedene Rektifikationskolonnen, was mit entsprechend erhöhten Anschaffungskosten verbunden ist. Gerade in Bereichen, in denen man mit sehr unterschiedli- chen Trennaufgaben konfrontiert ist, wie z.B. bei der Herstellung von kleinen Mengen an be- stimmten Chemikalien für wissenschaftliche Labors oder bei der Herstellung von Feinchemikalien, stellt dies ein Problem dar.The construction of a column tray greatly affects the separation properties of a rectification column for a particular separation task. Only the different flow properties of the mixture to be separated and its components make it necessary to determine the appropriate column bottom construction and the optimal properties of the column bottoms, such as material, surface properties, size of the pores, openings or slots for a particular separation task. In the preparation of a column, these properties are usually predetermined in advance, whereby a column is obtained which is optimized for a particular separation task, however, which need not necessarily be suitable for another separation task. Accordingly, it may be necessary for different separation tasks, several different rectification columns, which is associated with correspondingly higher acquisition costs. Especially in areas where you are confronted with very different separation tasks, such as the production of small quantities of If chemicals were used in scientific laboratories or in the production of fine chemicals, this poses a problem.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Rektifikationskolonne bereitzustel- len, die für eine Vielzahl von sehr unterschiedlichen Trennaufgaben bei der präparativen Trennung von kleinen Mengen an Flüssigkeitsgemischen, wie z.B. in einem Feinchemikalienlabor oder in einem wissenschaftlichen Labor einsetzbar ist. Es ist außerdem gewünscht, daß diese Rektifikationskolonne im Hinblick auf die jeweiligen Trennaufgaben bessere Trennleistungen bietet als eine herkömmliche Rektifikationskolonne.It is therefore an object of the present invention to provide a rectification column which can be used for a variety of very different separation tasks in the preparative separation of small amounts of liquid mixtures, such as. can be used in a fine chemical laboratory or in a scientific laboratory. It is also desired that this rectification column offers better separation performance than a conventional rectification column in view of the respective separation tasks.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Mikrorektifikationskolonne der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Mikrorektifikationskolonne ein Kolonnengehäuse und wenigstens einen Kolonneneinsatz umfaßt, wobei die Kolonnenböden an dem Kolonneneinsatz angeordnet sind, und wobei der Kolonneneinsatz entnehmbar im Kolonnengehäuse angeordnet ist.This object is achieved by a micro-rectification column of the type mentioned, which is characterized in that the micro-rectification column comprises a column housing and at least one column insert, the column trays are arranged on the column insert, and wherein the column insert is removably disposed in the column housing.
Dadurch, daß gemäß der vorliegenden Erfindung die Kolonnenböden nicht unmittelbar am Kolonnengehäuse angeordnet sind, sondern an einem Kolonneneinsatz, der wiederum entnehmbar im Kolonnengehäuse angeordnet ist, können bei der erfindungsgemäßen Mikrorektifikati- onskolonne je nach Trennaufgabe unterschiedliche Kolonnenböden zur Unterteilung des Ko- lonneninnenraums in das Kolonnengehäuse eingebracht werden. Besonders vorteilhaft ist hierbei, daß dadurch, daß die Kolonnenböden am jeweiligen Kolonneneinsatz angeordnet sind, alle Kolonnenböden gleichzeitig aus dem Kolonnengehäuse entnommen werden können, und es kann dann ein anderer Kolonneneinsatz mit anderen Kolonnenböden oder mit einer anderen Anzahl und Anordnung von Kolonnenböden in das Kolonnengehäuse eingebracht werden. Außerdem können an den in dem entnommenen Kolonneneinsatz angeordneten Kolonnenböden Veränderungen vorgenommen werden, oder es können die in dem entnommenen Kolonneneinsatz angeordneten Kolonnenböden durch andere Kolonnenböden ausgetauscht werden, oder es können Anzahl und Anordnung Kolonnenböden geändert werden. Die erfindungsgemäße Mikrorektifikationskolonne ist hierdurch für eine Vielzahl von sehr unterschiedlichen Trennaufgaben einsetzbar und kann durch die Auswahl der eingesetzten Kolonnenböden und die Auswahl der Kolonnenbodenzahl und -anordnung im Hinblick auf die jeweilige Trennaufgabe optimiert werden, um die für diese Trennaufgabe bestmögliche Trennleistungen zu erreichen.Characterized in that according to the present invention, the column trays are not arranged directly on the column housing, but on a column insert, which in turn is removably arranged in the column housing, depending on the separation task different column trays for subdividing the interior of the column into the column housing in the inventive micro-rectification onskolonne be introduced. It is particularly advantageous that the fact that the column trays are arranged on the respective column insert, all columns bottoms can be removed simultaneously from the column housing, and it can then another column insert introduced with other column trays or with a different number and arrangement of column trays in the column housing become. In addition, changes can be made to the column bottoms arranged in the withdrawn column insert, or the column trays arranged in the withdrawn column insert can be exchanged for other column trays, or the number and arrangement of column trays can be changed. The micro-rectification column according to the invention can thereby be used for a large number of very different separation tasks and can be optimized by selecting the column bottoms used and the selection of column tray number and arrangement with respect to the respective separation task in order to achieve the best possible separation performance for this separation task.
Die Kolonnenböden sind vorzugsweise unter Glockenböden, Ventilböden, Siebböden oder Gitterböden ausgewählt. Vorzugsweise sind in dem Kolonneneinsatz wenigstens 3 und bis zu 30 Ko- - A -The column trays are preferably selected from bubble-cap trays, valve trays, sieve trays or grid trays. Preferably, at least 3 and up to 30 co-solvents are used in the column feed. - A -
lonnenböden angeordnet. Noch bevorzugter sind in dem Kolonneneinsatz wenigstens 5 und bis zu 20 Kolonnenböden angeordnet. Bei einer Ausführungsform der Erfindung haben alle Kolonnenböden die gleiche Bauweise. Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung sind die Kolonnenböden verschieden aufgebaut, so daß in einem Kolonneneinsatz beispielsweise Glockenböden mit Siebböden, Glockenböden mit Ventilböden oder Ventilböden mit Gitterböden kombiniert sind usw..arranged. Even more preferably at least 5 and up to 20 column bottoms are arranged in the column insert. In one embodiment of the invention, all column trays have the same construction. In an alternative embodiment of the invention, the column trays are constructed differently, so that in a column insert, for example, bubble trays with sieve trays, bubble trays with valve trays or valve trays are combined with grid trays, etc.
Die erfindungsgemäße Mikrorektifikationskolonne ist aufgrund der Möglichkeit die Art, Anzahl und Anordnung der Kolonnenböden schnell und leicht zu variieren von besonderem Vorteil bei der präparativen Trennung von kleinen Mengen verschiedener Flüssigkeitsgemische in einem Feinchemikalienlabor. Auch bei der Fraktionierung von nur in sehr kleinen Mengen verfügbaren Stoffgemischen, wie z.B. Gemische von bestimmten ätherische Ölen, kann die erfindungsgemäße Mikrorektifikationskolonne in vorteilhafter Weise durch Auswahl der Art, Anzahl und Anordnung der Kolonnenböden schnell und leicht an die jeweilige Trennaufgabe angepaßt werden. Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Mikrorektifikationskolonne ausgesprochen nütz- lieh in einem Entwicklungs- oder Forschungslabor, in dem für bestimmte Trennaufgaben geeignete destillative Trennsysteme gesucht werden oder in dem die Parameter der Rektifikation und deren Wechselwirkung grundsätzlich untersucht werden.The micro-rectification column according to the invention is due to the ability to quickly and easily vary the type, number and arrangement of the column trays of particular advantage in the preparative separation of small amounts of different liquid mixtures in a fine chemical laboratory. Also in the fractionation of available only in very small amounts mixtures, such. Mixtures of certain essential oils, the micro-rectification column according to the invention can be adapted in an advantageous manner by selecting the type, number and arrangement of the tray quickly and easily to the respective separation task. In addition, the micro-rectification column according to the invention is extremely useful in a development or research laboratory in which distillative separation systems suitable for certain separation tasks are sought or in which the parameters of the rectification and their interaction are investigated in principle.
Die erfindungsgemäße Mikrorektifikationskolonne ist insbesondere für den Einsatz in technischen oder wissenschaftlichen Labors konzipiert. Die Größe der Kolonne ist daher dem Labormaßstab angepaßt. So hat der Innenraum des Kolonnengehäuses vorzugsweise eine Gesamthöhe im Bereich von 5 cm bis 100 cm, vorzugsweise eine Gesamthöhe im Bereich von 10 cm bis 50 cm und besonders bevorzugt eine Gesamthöhe im Bereich von 10 cm bis 30 cm. Die Anzahl der Kolonnenböden beträgt bezogen auf die Höhe des Kolonneninnenraums vorzugsweise von 1 Kolonnenboden pro 0,5 cm bis 1 Kolonnenboden pro 3 cm, vorzugsweise von 1 Kolonnenboden pro 1 cm bis 1 Kolonnenboden pro 2 cm.The micro-rectification column according to the invention is especially designed for use in technical or scientific laboratories. The size of the column is therefore adapted to the laboratory scale. Thus, the interior of the column housing preferably has an overall height in the range of 5 cm to 100 cm, preferably an overall height in the range of 10 cm to 50 cm and particularly preferably an overall height in the range of 10 cm to 30 cm. The number of column trays, based on the height of the column interior, is preferably from 1 column tray per 0.5 cm to 1 column tray per 3 cm, preferably from 1 column tray per 1 cm to 1 column tray per 2 cm.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mikrorektifikationskolonne besteht das Kolonnengehäuse aus einem Bauteil, in das der Kolonneneinsatz gas- und flüssigkeitsdicht ein- steckbar ist, wobei hierdurch das Kolonnengehäuse in Verbindung mit dem Kolonneneinsatz einen abgeschlossenen von den Kolonnenböden unterteilten Kolonneninnenraum ausbildet.In one embodiment of the micro-rectification column according to the invention, the column housing consists of a component into which the column insert can be inserted in a gas-tight and liquid-tight manner, whereby the column housing in conjunction with the column insert forms a closed column interior subdivided by the column trays.
Bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mikrorektifikationskolonne besteht das Kolonnengehäuse aus wenigstens zwei Kolonnengehäuseteilen, wobei die Kolonnenge- häuseteile lösbar gas- und flüssigkeitsdicht so miteinander verbindbar sind, daß hierdurch die Kolonnengehäuseteile gegebenenfalls in Verbindung mit dem Kolonneneinsatz den Kolonneninnenraum ausbilden. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß bei einem zwei- oder mehrteiligen Kolonnengehäuse die Kolonnengehäuseteile durch Verbindungsmittel sehr fest miteinander verbunden werden können, um sicher zu stellen, daß ein gas- und flüssigkeitsdicht abgeschlossener Kolonneninnenraum entsteht. Für diese Zwecke geeignete Verbindungsmittel können beispielsweise Schrauben, Spangen oder Klemmen sein, durch die die Ko- lonnengehäuseteile so aneinander gepreßt werden können, daß die Kolonnengehäuseteile einen gas- und flüssigkeitsdicht abgeschlossenen Kolonneninnenraum ausbilden.In another embodiment of the micro-rectification column according to the invention, the column housing consists of at least two column housing parts, wherein the column housing parts are releasably gas- and liquid-tight interconnected so that thereby form the column housing parts optionally in conjunction with the column insert the column interior. The advantage of this embodiment is that in the case of a or multi-part column housing, the column housing parts can be very firmly interconnected by connecting means to ensure that a gas and liquid-tight sealed column interior is formed. Suitable connecting means for these purposes may be, for example, screws, clips or clamps, by means of which the column housing parts can be pressed against one another in such a way that the column housing parts form a gas-tight and liquid-tight sealed column interior.
Die Formulierung „gas- und flüssigkeitsdicht abgeschlossen" wird hier so verstanden, daß aus dem in dieser Weise abgeschlossenen Kolonneninnenraum keine Gase oder Flüssigkeiten un- kontrolliert entweichen können und auch keine Gase oder Flüssigkeiten unkontrolliert von außen in den in dieser Weise abgeschlossenen Kolonneninnenraum eindringen können. Gerade das Abdichten einer aus einem Kolonnengehäuse und einem entnehmbaren Kolonneneinsatz oder gar aus einem mehrteiligen Kolonnengehäuse und einem Kolonneneinsatz aufgebauten Mikrorektifikationskolonne stellt eine große Herausforderung dar, da die Kolonne in einem brei- ten Temperaturbereich, der beispielsweise von Raumtemperatur bis über 4000C reichen kann, betrieben wird. Außerdem umfassen die Trenngemische häufig organische Lösungsmittel, die viele übliche Dichtungsmaterialien angreifen. Darüber hinaus werden bestimmte destillative Trennungen mit Unterdruck im Kolonneninnenraum gefahren. Bei anderen Trennungen entsteht im Laufe der Rektifikation im Kolonneninnenraum ein großer Überdruck. Der Kolonneninnen- räum der erfindungsgemäßen Mikrorektifikationskolonne ist daher vorzugsweise auch bei Ko- lonneninnenraumtemperaturen von bis zu 2500C, noch bevorzugter sogar bei Kolonneninnen- raumtemperaturen von bis zu 400°C gas- und flüssigkeitsdicht abschließbar. Vorzugsweise ist der Kolonneninnenraum auch bei einem Überdruck im Kolonneninnenraum von bis zu 3 bar, vorzugsweise von bis zu 5 bar, gas- und flüssigkeitsdicht abgeschlossen. Besonders bevorzugt ist der Kolonneninnenraum auch bei Vakuum, d.h. bis zu einem Unterdruck von bis zu 50 mbar, vorzugsweise von bis zu 10 mbar, im Kolonneninnenraum, gas- und flüssigkeitsdicht abgeschlossen.The phrase "gas and liquid tightly sealed" is understood here to mean that no gases or liquids can escape uncontrolled from the column interior closed in this way and also that no gases or liquids can penetrate uncontrollably from the outside into the column interior sealed off in this manner. Especially the sealing of a built from a column housing and a removable column insert or even from a multi-part column housing and a column insert micro-rectification column is a major challenge, since the column in a wide temperature range, which can range for example from room temperature to about 400 0 C, In addition, the separation mixtures often comprise organic solvents which attack many common sealing materials, and certain distillative separations are carried out under reduced pressure in the column interior In the course of rectification, a large overpressure occurs in the column interior. The cavities of the Kolonneninnen- Mikrorektifikationskolonne according to the invention is, therefore, preferably also in co lonneninnenraumtemperaturen of up to 250 0 C, more preferably even at Kolonneninnen- room temperatures of up to 400 ° C gas and liquid tight lockable. Preferably, the column interior is also closed at a positive pressure in the column interior of up to 3 bar, preferably up to 5 bar, gas and liquid tight. Particularly preferably, the column interior is also closed under vacuum, ie, up to a reduced pressure of up to 50 mbar, preferably of up to 10 mbar, in the column interior, sealed in a gas-tight and liquid-tight manner.
Damit die erfindungsgemäße Mikrorektifikationskolonne gas- und flüssigkeitsdicht abschließbar ist, werden vorzugsweise Dichtungen bzw. Auflagen aus Kunststoff, wie z.B. perfluorierter Kautschuk, perfluoriertes Elastomer, Fluorelastomer, Polytetrafluorethylen oder -ethen, aus Aluminium oder aus Graphit verwendet, um den Bereich zwischen Kolonneneinsatz und Kolonnengehäuse abzudichten, um bei mehrteiligen Kolonnengehäusen die Kolonnengehäuseteile gegeneinander abzudichten und um gegebenenfalls auch den Bereich zwischen Kolonnenböden und Kolonneneinsatz bzw. Kolonnengehäuse abzudichten bzw. um leichte Unebenheiten an den Kontaktflächen zwischen den jeweiligen Bauteilen auszugleichen. Dichtungen bzw. Aufla- gen aus Graphit haben den Vorteil, daß sie günstig sind und bis über 4500C temperaturbeständig sind.In order for the micro-rectification column according to the invention to be gas-tight and liquid-tight, it is preferable to use seals or pads made of plastic, such as perfluorinated rubber, perfluorinated elastomer, fluoroelastomer, polytetrafluoroethylene or ethylene, of aluminum or of graphite, in order to seal the region between column insert and column housing in order to seal off the column housing parts from one another in the case of multipart column housings and, if appropriate, also to seal off the area between column bottoms and column insert or column housing or to compensate for slight unevenness at the contact surfaces between the respective components. Seals or bearings made of graphite have the advantage that they are cheap and are resistant to temperatures above 450 0 C.
Die Dichtungen bzw. Auflagen können in den jeweiligen abzudichtenden Bereichen einfach vor dem Zusammenbau der einzelnen Bauteile aufgelegt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind teilweise an den entsprechenden Stellen in dem Kolonnengehäuse, den Kolon- nengehäuseteilen und/oder dem Kolonneneinsatz Nuten oder Vertiefungen vorgesehen, in die die Dichtungen eingelegt bzw. eingesteckt werden können. Bei bestimmten Ausführungsformen der Erfindung werden wenigstens teilweise Flachdichtungen bevorzugt. Insbesondere bei der Verwendung von Graphitdichtungen, sind diese vorzugsweise als Flachdichtungen ausgestaltet. Bei alternativen Ausführungsformen sind die Dichtungen wenigstens teilweise als Ringdichtungen bzw. als Dichtungen mit im wesentlichen kreisförmigem oder elliptischem Querschnitt ausgeführt.The seals or pads can be placed in the respective sealed areas just before assembling the individual components. In a preferred embodiment, grooves or depressions are provided partly at the corresponding locations in the column housing, the column housing parts and / or the column insert into which the seals can be inserted or inserted. In certain embodiments of the invention, at least partial gaskets are preferred. In particular, when using graphite seals, they are preferably designed as flat gaskets. In alternative embodiments, the seals are at least partially designed as ring seals or as seals with a substantially circular or elliptical cross-section.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem Kolonnengehäuse bzw. einem Ko- lonnengehäuseteil und dem Kolonneneinsatz und/oder zwischen zwei Kolonnengehäuseteilen wenigstens eine flächige Auflage vorgesehen, die sich vorzugsweise auf einer Ebene über die gesamte Kontaktfläche zwischen den jeweiligen Bauteilen erstreckt.In a preferred embodiment, at least one flat support is provided between the column housing or a column housing part and the column insert and / or between two column housing parts, which preferably extends on one level over the entire contact surface between the respective components.
Kolonnengehäuse und Kolonneneinsatz können aus jedem geeigneten Material aufgebaut sein. Wesentlich ist lediglich, daß das Material thermostabil ist. Vorzugsweise ist das Material wenigstens bei Temperaturen von bis zu 2500C stabil, noch bevorzugter sogar bei Temperaturen von bis zu 4000C. Vorzugsweise ist das Material außerdem lösungsmittelresistent und im wesentlichen chemisch inert. Insbesondere bevorzugt ist das Material ausgewählt unter Metall, Keramik und Glas.Column housing and column insert can be constructed of any suitable material. It is only essential that the material is thermostable. Preferably, the material is stable at least at temperatures of up to 250 ° C., more preferably even at temperatures of up to 400 ° C. Preferably, the material is also solvent resistant and substantially chemically inert. Most preferably, the material is selected from metal, ceramic and glass.
Um sicher zu stellen, daß die erfindungsgemäße Mikrorektifikationskolonne auch im Betrieb gas- und flüssigkeitsdicht abschließbar bleibt, haben die Materialien, aus denen das Kolonnengehäuse bzw. die Kolonnengehäuseteile und der Kolonneneinsatz hauptsächlich bestehen, vorzugsweise ähnliche thermische Ausdehnungskoeffizienten. Besonders bevorzugt haben die Materialien, aus denen der Kolonneneinsatz und die Kolonnenböden hauptsächlich bestehen, ähnliche thermische Ausdehnungskoeffizienten. Noch bevorzugter haben die Materialien, aus denen das Kolonnengehäuse bzw. die Kolonnengehäuseteile, der Kolonneneinsatz und die Kolonnenböden hauptsächlich bestehen, ähnliche thermische Ausdehnungskoeffizienten. Unter ähnlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten (Wärmeausdehnungskoeffizienten) wird hier verstanden, daß die thermischen Ausdehnungskoeffizienten eines verwendeten Materials um nicht mehr als 30 % von dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten eines anderen verwendeten Materials abweichen, wobei die prozentuale Abweichung ausgehend von dem Material mit dem höheren thermischen Ausdehnungsko- effizienten berechnet wird. Noch bevorzugter beträgt die Abweichung weniger als 20 %, insbesondere bevorzugt beträgt die Abweichung weniger als 10 %.To ensure that the micro-rectification column according to the invention remains gas-tight and liquid-tight during operation, the materials of which the column housing or the column housing parts and the column insert mainly comprise preferably have similar thermal expansion coefficients. More preferably, the materials that make up the column insert and the column bottoms mainly have similar thermal expansion coefficients. More preferably, the materials of which the column housing or column housing parts, the column insert and the column trays are made mainly have similar thermal expansion coefficients. By similar coefficients of thermal expansion (coefficients of thermal expansion) is meant here that the coefficients of thermal expansion of a material used differ by no more than 30% from the thermal expansion coefficient of another material used, the percentage deviation being based on the material with the higher coefficient of thermal expansion. efficient is calculated. Even more preferably, the deviation is less than 20%, more preferably the deviation is less than 10%.
Besonders bevorzugt weisen die Materialien, die für das Kolonnengehäuse, die Kolonnengehäuse- teile, den Kolonneneinsatz und/oder die Kolonnenböden verwendet werden ähnliche thermische Ausdehnungskoeffizienten im Bereich von 0 bis 2500C auf. Insbesondere bevorzugt weisen die Materialien, die für das Kolonnengehäuse, die Kolonnengehäuseteile und/oder den Kolonneneinsatz verwendet werden ähnliche thermische Ausdehnungskoeffizienten im Bereich von 0 bis 4000C auf.Particularly preferably, the materials used for the column housing, the column housing parts, the column insert and / or the column trays have similar coefficients of thermal expansion in the range from 0 to 250 ° C. Most preferably, the materials used for the column housing, column housing parts and / or column insert have similar thermal expansion coefficients in the range of 0 to 400 ° C.
Eine spezielle Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mikrorektifikationskolonne ist dadurch gekennzeichnet, daß das Kolonnengehäuse aus zwei Kolonnengehäuseteilen besteht, wie z.B. einem Kolonnengehäusevorderteil und einem Kolonnengehäuserückteil, wobei diese Kolonnengehäuseteile so miteinander verbindbar sind, daß hierdurch der Kolonneninnenraum ausgebildet wird. Bei einer alternativen Ausführungsform besteht das Kolonnengehäuse aus drei Kolonnengehäuseteilen, wie z.B. einem Kolonnengehäusevorderteil, einem Kolonnengehäuserückteil und einem Kolonnengehäusezwischenteil, wobei diese Kolonnengehäuseteile so miteinander verbindbar sind, daß hierdurch der Kolonneninnenraum ausgebildet wird. Bei weiteren alternativen Ausführungsformen besteht das Kolonnengehäuse aus mehreren Kolonnengehäuseteilen, wie z.B. einem Kolonnengehäusevorderteil, einem Kolonnengehäuserückteil und mehreren Kolonnengehäusezwischenteilen, wobei diese Kolonnengehäuseteile so miteinander verbindbar sind, daß hierdurch der Kolonneninnenraum ausgebildet wird.A particular embodiment of a micro-rectification column according to the invention is characterized in that the column housing consists of two column housing parts, e.g. a column housing front part and a column housing rear part, wherein these column housing parts are connectable to each other so that thereby the column interior is formed. In an alternative embodiment, the column housing consists of three column housing parts, e.g. a column housing front part, a column housing rear part and a column housing intermediate part, wherein these column housing parts are connectable to each other so that thereby the column interior is formed. In further alternative embodiments, the column housing consists of several column housing parts, e.g. a column housing front part, a column housing rear part and a plurality of column housing intermediate parts, wherein these column housing parts are connectable with each other so that thereby the column interior is formed.
Wenn hier davon die Rede ist, daß die Kolonnengehäuseteile so miteinander verbindbar sind, daß hierdurch der Kolonneninnenraum ausgebildet wird, so bedeutet dies, daß hierdurch der Kolonneninnenraum ungeachtet des darin einbringbaren Kolonneneinsatzes ausgebildet wird. Es versteht sich, daß je nach Gestaltung von Kolonnengehäuse und Kolonneneinsatz, der Kolonneninnenraum wenigstens zum Teil durch das Kolonnengehäuse in Verbindung mit dem Kolonneneinsatz ausgebildet wird. In diesem Sinne ist auch die Formulierung, daß „die Kolonnengehäuseteile so miteinander verbindbar sind, daß hierdurch die Kolonnengehäuseteile ge- gebenenfalls in Verbindung mit dem Kolonneneinsatz den Kolonneninnenraum ausbilden," zu verstehen.If it is mentioned here that the column housing parts are connected to each other so that thereby the column interior is formed, this means that thereby the column interior is formed regardless of the insertable therein column insert. It is understood that, depending on the design of column housing and column insert, the column interior is at least partially formed by the column housing in conjunction with the column insert. In this sense, the formulation that "the column housing parts are connectable to one another in such a way that the column housing parts form the column interior, if appropriate in conjunction with the column insert," is to be understood.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das Kolonnengehäuse bzw. wenigstens ein Kolon- nengehäuseteil ein Sichtfenster auf, über das man den Kolonneninnenraum auch während der Rek- tifikation einsehen kann. Vorzugsweise ist an der entsprechenden Stelle des eingesetzten Kolonneneinsatzes ebenfalls ein Sichtfenster, eine Öffnung oder ein offener Bereich vorgesehen. Bei Ausführungsformen mit Kolonnengehäusezwischenteil kann das Sichtfenster in dem Kolonnengehäuse- zwischenteil angeordnet sein, wobei in diesen Fällen eine entsprechend große Öffnung im Kolon- nengehäusevorderteil bzw. -rückteil vorgesehen ist.In a preferred embodiment, the column housing or at least one column housing part has a viewing window, by means of which the column interior can also be seen during the recognition. Preferably, a viewing window, an opening or an open area is also provided at the corresponding location of the column insert used. In embodiments with column housing intermediate part, the viewing window in the column housing be arranged between the intermediate part, in these cases, a correspondingly large opening in the Kolonen- nenonen front part or back part is provided.
Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mikrorektifikationskolonne ist dadurch gekennzeich- net, daß der Kolonneneinsatz an wenigstens einer Stelle einen offenen Bereich aufweist, über den wenigstens dann, wenn der Kolonneneinsatz vorübergehend nicht im Kolonnengehäuse angeordnet ist, ein mechanischer Eingriff an den Kolonnenböden erfolgen kann. Vorzugsweise ist der Kolonneneinsatz an wenigstens einer Seite offen, so daß über die gesamte Breite der einzelnen Kolonnenböden ein Eingriff an den Kolonnenböden erfolgen kann. Besonders bevorzugt ist der Kolonnen- einsatz so ausgestaltet, daß an den Stellen, an denen die Kolonnenböden in dem Kolonneneinsatz gelagert sind ein Eingriff erfolgen kann. Bei den Ausführungsformen, bei denen Kolonnenböden mit Wehren vorgesehen sind, ist es bevorzugt, wenn ein mechanischer Eingriff an den Wehren erfolgen kann.An embodiment of the micro-rectification column according to the invention is characterized in that the column insert has an open region at least at one point, via which at least when the column insert is temporarily not arranged in the column housing, a mechanical engagement can take place on the column trays. Preferably, the column insert is open on at least one side, so that over the entire width of the individual column plates can be made an engagement on the column trays. Particularly preferably, the column insert is designed such that an intervention can take place at the points at which the column bottoms are stored in the column insert. In the embodiments in which column trays are provided with weirs, it is preferred if a mechanical engagement can take place on the weirs.
Unter mechanischem Eingriff wird hier beispielsweise verstanden, daß die Kolonnenböden gereinigt werden, daß zwischen die Kolonnenböden eine Packung oder Füllkörper eingebracht werden oder bereits eingebrachte Packung oder Füllkörper wieder entfernt wird/werden, daß eine Veränderung der Höhe der Wehre vorgenommen wird, daß eine Reparatur an der Lagerung der Kolonnenböden in dem Kolonneneinsatz erfolgt oder daß eine feste Verbindung der Kolonnenböden mit dem Kolonneneinsatz vorübergehend gelöst wird.By mechanical intervention is here understood, for example, that the column bottoms are cleaned, that between the column bottoms a packing or packing are introduced or already introduced pack or packing is removed again, that a change in the height of the weirs is made that repair the storage of the column bottoms is carried out in the column insert or that a solid compound of the column bottoms is temporarily dissolved with the column insert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mikrorektifikationskolonne sind die Kolonnenböden im Kolonneneinsatz entnehmbar angeordnet, so daß hierdurch die Möglichkeit besteht, die Art, Anzahl und Anordnung der in einem Kolonneneinsatz angeordneten Ko- lonnenböden schnell und leicht zu variieren. Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind die Kolonnenböden auf entsprechende Lagerflächen im Kolonneneinsatz aufgelegt und können daher leicht entnommen und wieder eingesetzt werden. Bei einer anderen Ausführungsform sind die Kolonnenböden mit dem Kolonneneinsatz über Befestigungsmittel fest verbunden, wobei die Befestigungsmittel durch mechanischen Eingriff gelöst und wieder angezogen werden können. Als Befestigungsmittel können beispielsweise kleine Schrauben, Spangen oder Klemmen geeignet sein.In a preferred embodiment of the micro-rectification column according to the invention, the column trays are arranged removably in the column insert, so that thereby the possibility exists of rapidly and easily varying the type, number and arrangement of the column trays arranged in a column insert. In one embodiment of the invention, the column trays are placed on corresponding storage areas in the column insert and can therefore be easily removed and reused. In another embodiment, the column trays are fixedly connected to the column insert via fastening means, wherein the fastening means can be released by mechanical engagement and tightened again. As fastening means, for example, small screws, clips or clamps may be suitable.
Die Möglichkeit des mechanischen Eingriffs im Bereich der Kolonnenböden und v.a. auch unmittelbar an den Kolonnenböden hat den Vorteil, daß die erfindungsgemäße Mikrorektifikations- kolonne hierdurch im Hinblick auf die jeweiligen Trennaufgaben noch besser optimiert und noch feiner eingestellt werden kann. Bei einer Ausführungsform hat die erfindungsgemäße Mikrorektifikationskolonne eine im wesentlichen zylindrische Form, wobei die Grundflächen von Kolonnengehäuse und Kolonneneinsatz dementsprechend im wesentlichen kreisförmig sind. Mit Grundfläche ist hier die Fläche gemeint, die Kolonnengehäuse bzw. Kolonneneinsatz in der Draufsicht von oben einnehmen. Bei einer altemati- ven Ausführungsform hat der Kolonneneinsatz eine rechteckige Grundfläche und weist daher eine im wesentlichen quaderförmige Gestalt auf, wobei der durch das Kolonnengehäuse definierte Innenraum eine dementsprechende rechteckige Grundfläche aufweist, so daß der quaderförmige Kolonneneinsatz in diesen Innenraum paßgenau einsetzbar ist. Der Vorteil eines quaderförmigen Kolonneneinsatzes besteht darin, daß so mehrere, nicht in dem Kolonnengehäuse angeordnete Kolon- neneinsätze zur Aufbewahrung platzsparend angeordnet werden können, indem sie beispielsweise in einem entsprechenden Aufbewahrungsbehälter nebeneinander eingestellt werden oder neben- oder aufeinander gelegt werden. Bei noch einer weiteren Ausführungsform ist auch das Kolonnengehäuse im wesentlichen quaderförmig, so daß das Kolonnengehäuse, wie eben bereits für die Kolonneneinsätze beschrieben, gemeinsam mit mehreren quaderförmigen Kolonneneinsätzen sehr praktisch platzsparend und stabil gelagert werden kann.The possibility of mechanical intervention in the region of the column bottoms and especially also directly on the column bottoms has the advantage that the inventive micro-rectification column can be even better optimized with respect to the respective separation tasks and set even finer. In one embodiment, the micro-rectification column according to the invention has a substantially cylindrical shape, wherein the base areas of column housing and column insert are accordingly substantially circular. By footprint is meant here the area occupied by the column housing or column insert in the plan view from above. In an altematic embodiment, the column insert has a rectangular base and therefore has a substantially cuboid shape, wherein the defined by the column housing interior has a corresponding rectangular base, so that the cuboid column insert in this interior is accurately inserted. The advantage of a cuboid column insert is that a plurality of column inserts not arranged in the column housing can be arranged in a space-saving manner for storage, for example by setting them next to one another in a corresponding storage container or laying them next to or on top of each other. In yet another embodiment, the column housing is also substantially cuboid, so that the column housing, as just described for the column inserts, can be stored very compactly and stably, together with several parallelepiped column inserts.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mikrorektifikationskolonne mit einem Kolonneneinsatz mit im wesentlichen quaderförmiger Gestalt ist der Kolonneneinsatz ein flacher, plat- tenförmiger Kolonneneinsatz. Der Begriff „flach" bezieht sich hier auf die geringe Tiefe des Ko- lonneneinsatzes im Vergleich zu dessen Breite und Höhe. Besonders bevorzugt liegt das Verhältnis von Breite zu Tiefe in dem plattenförmigen Kolonneneinsatz im Bereich von 1 :0,5 bis 1 :0,001 und vorzugsweise im Bereich von 1 :0,1 bis 1 :0,001. Bei manchen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Mikrorektifikationskolonne ist die Tiefe des Kolonneneinsatzes im Bereich von 0,1 mm bis 30 mm und vorzugsweise im Bereich von 1 mm bis 15 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 1 mm bis 5 mm.In one embodiment of the micro-rectification column according to the invention with a column insert having a substantially cuboidal shape, the column insert is a flat, plate-shaped column insert. As used herein, the term "shallow" refers to the shallow depth of the column insert as compared to its width and height, More preferably, the width to depth ratio in the plate-shaped column insert ranges from 1: 0.5 to 1: 0.001 and preferably in the range of 1: 0.1 to 1: 0.001 In some embodiments of the microreacting column of the invention, the depth of the column insert is in the range of 0.1 mm to 30 mm, and preferably in the range of 1 mm to 15 mm, more preferably in the range from 1 mm to 5 mm.
Die abgeflachte Quaderform bzw. Plattenform hat den Vorteil, daß der Innenraum der Mikrorektifikationskolonne gleichmäßiger temperiert werden kann. Zylindrische Rektifikationskolonnen mit kreisförmiger Grundfläche haben den Nachteil, daß selbst wenn die Kolonne über ihre ge- samte Höhe von außen erwärmt wird, sich radial ein zum Kolonnenmittelpunkt abfallender Temperaturgradient einstellt. Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, Mikrorektifika- tionskolonnen mit einer im wesentlichen rechteckigen Grundfläche zu verwenden, die „flach" ausgeführt sind, damit die Distanz von der Innenseite des Kolonnengehäuses zur Mitte des Ko- lonneninnenraums möglichst gering gehalten wird, um die Temperatur im Kolonneninnenraum möglichst homogen einstellen zu können, d.h. ohne signifikanten Temperaturabfall in Richtung der Mitte des Kolonneninnenraums. Besonders bevorzugt liegt das Verhältnis von Breite zu Tiefe des Kolonneninnenraums daher im Bereich von etwa 1 :0,5 bis 1 :0,001 und vorzugsweise im Bereich von etwa 1 :0,1 bis 1 :0,001. Bei manchen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Mikrorektifika- tionskolonne ist die Tiefe des Kolonneninnenraums im Bereich von etwa 0,1 mm bis 30 mm und vorzugsweise im Bereich von etwa 1 mm bis 15 mm, besonders bevorzugt im Bereich von etwa 1 mm bis 5 mm.The flattened rectangular shape or plate shape has the advantage that the interior of the micro-rectification column can be tempered more uniformly. Cylindrical rectification columns having a circular base area have the disadvantage that, even when the column is heated from the outside over its entire height, a temperature gradient decreasing radially to the column center occurs radially. It has been found to be particularly advantageous to use micro-rectification columns having a substantially rectangular base surface, which are designed "flat", so that the distance from the inside of the column housing to the center of the interior of the column is kept as low as possible in order to maintain the temperature in the Therefore, the ratio of width to depth of the column interior is particularly in the range of about 1: 0.5 to 1: 0.001, and preferably in the range from about 1: 0.1 to 1: 0.001. In some embodiments of the micro-rectification column according to the invention, the depth of the column interior is in the range of about 0.1 mm to 30 mm and preferably in the range of about 1 mm to 15 mm, particularly preferably in the range of about 1 mm to 5 mm.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mikrorektifikationskolonne mit einem plattenförmigen Kolonneneinsatz ist in dem plattenförmigen Kolonneneinsatz eine große Ausnehmung vorgesehen, in der die Kolonnenböden übereinander angeordnet sind. Die Ausführungsform mit einem flachen, plattenförmigen Kolonneneinsatz mit einer großen Ausneh- mung ist ein Beispiel für eine Ausführungsform, bei der der Kolonneninnenraum nicht nur von dem Kolonnengehäuse definiert wird sondern von dem Kolonnengehäuse in Verbindung mit dem Kolonneneinsatz, etwas genauer hier in Verbindung mit den Seitenwänden und der Rückwand des plattenförmigen Kolonneneinsatzes. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß hiermit einerseits ein Kolonneneinsatz zur Verfügung steht, der auch dann, wenn er vo- rübergehend aus dem Kolonnengehäuse entnommen vorliegt, stabil und kompakt ist, und andererseits über die offene Seite der Ausnehmung ein Eingriff an den Kolonnenböden erfolgen kann.In a preferred embodiment of the micro-rectification column according to the invention having a plate-shaped column insert, a large recess is provided in the plate-shaped column insert, in which the column trays are arranged one above the other. The embodiment with a flat, plate-shaped column insert with a large recess is an example of an embodiment in which the column interior is defined not only by the column housing but by the column housing in connection with the column insert, more closely here in connection with the side walls and the rear wall of the plate-shaped column insert. The advantage of this embodiment is that, on the one hand, a column insert is available which, even if temporarily removed from the column housing, is stable and compact, and on the other hand engages the column trays via the open side of the recess can.
Vorzugsweise ist bei dem plattenförmigen Kolonneneinsatz eine am Rand der Ausnehmung entlang verlaufende Dichtung vorgesehen, die dann, wenn der Kolonneneinsatz im Kolonnengehäuse angeordnet ist mit dem Kolonnengehäuse abdichtend in Kontakt tritt, so daß ein im wesentlichen gas- und flüssigkeitsdicht abgeschlossener Kolonneninnenraum ausgebildet wird.Preferably, in the plate-shaped column insert a seal extending along the edge of the recess is provided, which, when the column insert is arranged in the column housing, sealingly comes into contact with the column housing so that a column interior substantially closed in gas and liquid is formed.
Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mikrorektifikationskolonne mit einem plattenförmigen Kolonneneinsatz ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung in dem plattenförmigen Kolonneneinsatz im wesentlichen rechteckige Seitenwände aufweist, wobei das Verhältnis von Breite zu Tiefe der Ausnehmung in dem plattenförmigen Kolonneneinsatz im Bereich von 1 :0,5 bis 1 :0,001 liegt und vorzugsweise im Bereich von 1 :0,1 bis 1 :0,001 liegt. Bei manchen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mikrorektifikationskolonne ist die Tiefe der Ausnehmung in dem plattenförmigen Kolonneneinsatz im Bereich von 0,1 mm bis 30 mm und vorzugsweise im Bereich von 1 mm bis 15 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 1 mm bis 5 mm.An embodiment of the micro-rectification column according to the invention having a plate-shaped column insert is characterized in that the recess in the plate-shaped column insert has substantially rectangular side walls, the ratio of width to depth of the recess in the plate-shaped column insert being in the range from 1: 0.5 to 1: Is 0.001 and preferably in the range of 1: 0.1 to 1: 0.001. In some embodiments of the micro-rectification column according to the invention, the depth of the recess in the plate-shaped column insert is in the range of 0.1 mm to 30 mm and preferably in the range of 1 mm to 15 mm, particularly preferably in the range of 1 mm to 5 mm.
Bei bestimmten Ausführungsformen hat der Kolonneneinsatz die Gestalt eines Kastens oder Rahmens, der in das Kolonnengehäuse einsetzbar ist und in dem die Kolonnenböden angeordnet sind. Bei anderen, flacheren Ausführungsformen hat der Kolonneneinsatz die Gestalt einer Scheibe oder Steckkarte, die in das Kolonnengehäuse einlegbar oder einsteckbar ist, und in deren flacher Ausnehmung erhabene Stellen sind, die sich im wesentlichen waagerecht von einer Seite zur anderen Seite der Ausnehmung erstrecken und so gestaltet sind, daß sie die den Innenraum der Kolonne unterteilenden Kolonnenböden bilden. Die Scheiben- oder steckkartenförmigen Kolonneneinsätze sind ausgesprochen praktisch und eine Vielzahl solcher Einsätze kann sehr platzsparend aufbewahrt werden. Außerdem lassen sich die verschiedensten Bodenformen bei diesen Einsätzen kos- tengünstig realisieren und die mit diesen Einsätzen erzielten Trennleistungen sind überraschend gut.In certain embodiments, the column insert has the shape of a box or frame which can be inserted into the column housing and in which the column trays are arranged. In other, flatter embodiments, the column insert has the shape of a disk or plug-in card which is insertable or insertable into the column housing, and in the flat recess of which are raised portions extending substantially horizontally from one side to the other Extend side of the recess and are designed so that they form the interior of the column dividing column trays. The disk or cartridge-shaped column inserts are extremely practical and a variety of such inserts can be stored very compactly. In addition, a wide variety of bottom shapes can be realized cost-effectively in these applications, and the separation efficiencies achieved with these inserts are surprisingly good.
Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mikrorektifikationskolonne ist dadurch gekennzeichnet, daß im Kolonnengehäuse und im Kolonneneinsatz wenigstens ein Bereich vorgesehen ist, über den zwischen dem Kolonneninnenraum und dem Bereich außerhalb der Kolonne ein kontrollierter Austausch von Gasen und/oder Flüssigkeiten möglich ist. Vorzugsweise ist bei der Mikrorektifikationskolonne wenigstens ein hierfür geeigneter Einlaß im unteren Bereich der Kolonne und wenigstens ein hierfür geeigneter Auslaß im oberen Bereich der Kolonne vorgesehen. Die erfindungsgemäße Mikrorektifikationskolonne kann daher sowohl diskontinuierlich als auch semi-kontinuierlich oder kontinuierlich betrieben werden.An embodiment of the micro-rectification column according to the invention is characterized in that in the column housing and in the column insert at least one region is provided, via which a controlled exchange of gases and / or liquids is possible between the column interior and the region outside the column. Preferably, in the micro rectification column at least one inlet suitable for this purpose is provided in the lower region of the column and at least one outlet suitable for this purpose is provided in the upper region of the column. The micro-rectification column according to the invention can therefore be operated both batchwise and semi-continuously or continuously.
Bei einer Ausführungsform ist im Kolonneneinsatz ein mit dem Kolonnengehäuseinnenraum in FIu- idkontakt stehender (Produkt-) Kondensator vorgesehen, an dessen Überlauf vorzugsweise wenigstens ein Rücklaufventil vorgesehen ist. Vorzugsweise ist das wenigstens eine Rücklaufventil von außen regulierbar. Besonders bevorzugt ist dem (Produkt-) Kondensator noch ein mit dem Konden- sator und mit dem Kolonnengehäuseinnenraum in Fluidkontakt stehender Dephlegmator vorgeschaltet, der ebenfalls im Kolonneneinsatz angeordnet ist und der dazu dient, das aus der Kolonne austretende Gasgemisch teilzukondensieren, wobei das hieraus resultierende Kondensat in die Kolonne zurückgespeist werden kann und die verbleibende Gasphase dann kontrolliert in den Produktkondensator geleitet werden kann. Bei einer weiteren Ausführungsform ist im Kolonneneinsatz im Be- reich des Kolonnenbodens eine Blase vorgesehen.In one embodiment, a (product) condenser standing in fluid contact with the column housing interior is provided in the column insert, at the overflow of which preferably at least one return valve is provided. Preferably, the at least one return valve is adjustable from the outside. The (product) condenser is also preferably preceded by a dephlegmator which is in fluid contact with the condenser and with the column housing interior, which is likewise arranged in the column insert and which serves to partially condense the gas mixture leaving the column, the condensate resulting therefrom can be fed back into the column and the remaining gas phase then controlled in the product condenser can be passed. In a further embodiment, a bubble is provided in the column insert in the region of the column bottom.
Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mikrorektifikationskolonne ist dadurch gekennzeichnet, daß im Material des Kolonnengehäuses eine oder mehrere Heiz- oder Kühlmittelausnehmungen vorgesehen sind, über die Heiz- oder Kühlmittel in das Kolonnengehäuse einbringbar sind, wobei vorzugsweise wenigstens eine Heizmittelausnehmung so angeordnet ist, daß hierüber wenigstens eine im Kolonneneinsatz vorgesehene Blase beheizt werden kann, und/oder wenigstens eine Kühl- mittelausnehmung so angeordnet ist, daß ein im Kolonneneinsatz vorgesehener (Produkt-) Kondensator gekühlt werden kann. Bei Ausführungsformen mit Dephlegmator ist vorzugsweise im Bereich des Dephlegmators eine Ausnehmung für ein Heiz- und/oder Kühlmittel angeordnet. Vorzugsweise ist auf der Höhe jedes Kolonnenbodens eine Ausnehmung für eine Heiz- und/oder Kühlmittel vorgesehen. Beispiele für „Heiz- bzw. Kühlmittel" sind in die Ausnehmungen einsteckbare Heiz- oder Kühlelemente oder Heiz- oder Kühlflüssigkeiten, die durch die Ausnehmungen geleitet werden können. Im Falle von flüssigen Heiz- oder Kühlmitteln, die durch die Ausnehmungen geleitet werden, sind vorzugsweise mehrere separate Heiz- bzw. Kühlschleifen vorgesehen, um die verschiedenen Bereiche der Kolonne separat temperieren zu können.An embodiment of the micro-rectification column according to the invention is characterized in that in the material of the column housing one or more heating or Kühlmittelausnehmungen are provided, via the heating or cooling medium can be introduced into the column housing, preferably at least one Heizmittelausnehmung is arranged so that hereby at least one in the Column insert provided bladder can be heated, and / or at least one Kühlmittelausnehmung is arranged so that a provided in the column insert (product) capacitor can be cooled. In embodiments with dephlegmator, a recess for a heating and / or coolant is preferably arranged in the region of the dephlegmator. Preferably, a recess for a heating and / or cooling agent is provided at the level of each column bottom. Examples of "heating or cooling means" are heating or cooling elements which can be inserted into the recesses, or heating or cooling liquids which can be passed through the recesses, in the case of liquid heating or cooling means which are conducted through the recesses, Preferably, a plurality of separate heating or cooling loops are provided in order to temper the different areas of the column separately.
Bei einer Ausführungsform der Mikrorektifikationskolonne ist wenigstens ein in den Innenraum des Kolonnengehäuses reichender Temperaturfühler vorgesehen, vorzugsweise in unmittelbarer Nähe eines Flüssigkeits- bzw. Gaseinlasses, eines Flüssigkeits- bzw. Gasauslasses, einer Blase, eines Kolonnenkopfraumes und/oder eines (Produkt-) Kondensators, der oder die im Kolonneneinsatz vorgesehen ist.In one embodiment of the micro-rectification column, at least one temperature sensor extending into the interior of the column housing is provided, preferably in the immediate vicinity of a liquid or gas inlet, a liquid or gas outlet, a bubble, a column head space and / or a (product) condenser, which is provided in the column insert.
Die erfindungsgemäße Mikrorektifikationskolonne hat eine ausgesprochen gute Trennleistung. Vorzugsweise liegt die Trennleistung der erfindungsgemäßen Mikrorektifikationskolonne im Bereich von 30 bis 180 Trennstufen/m, besonders bevorzugt im Bereich von 80 bis 180 Trennstufen/m.The micro-rectification column according to the invention has a very good separation efficiency. Preferably, the separation performance of the micro-rectification column according to the invention is in the range of 30 to 180 plates / m, more preferably in the range of 80 to 180 plates / m.
Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mikrorektifikationskolonne ist dadurch gekennzeich- net, daß im Kolonnengehäuse wenigstens ein weiterer Kolonneneinsatz entnehmbar angeordnet ist, der einen nicht unterteilten Innenraum, einen von Kolonnenböden unterteilten Innenraum oder einen mit Füllkörpern beschickten Innenraum aufweist, vorzugsweise ein Kolonneneinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei der erste Kolonneneinsatz mit dem wenigstens einen weiteren Kolonneneinsatz unter Ausbildung eines entsprechend verlängerten oder verbreiterten Gesamtkolonneneinsatzes verbindbar ist.An embodiment of the micro-rectification column according to the invention is characterized in that at least one further column insert is removably arranged in the column housing, which has a non-subdivided inner space, a subdivided by column trays interior or charged with packing interior, preferably a column insert according to one of claims 1 to 16, wherein the first column insert with the at least one further column insert to form a correspondingly extended or widened total column insert is connectable.
Die vorliegende Erfindung umfaßt auch ein Kolonnengehäuse für eine erfindungsgemäße Mikrorektifikationskolonne, wobei das Kolonnengehäuse mit wenigstens einem weiteren Kolonnengehäuse für eine erfindungsgemäße Mikrorektifikationskolonne unter Ausbildung eines entsprechend verlänger- ten oder verbreiterten Gesamtkolonnengehäuses verbindbar ist.The present invention also includes a column housing for a micro-rectification column according to the invention, wherein the column housing can be connected to at least one further column housing for a micro-rectification column according to the invention to form a correspondingly extended or widened overall column housing.
Die vorliegende Erfindung umfaßt auch eine Anlage zur Auftrennung von Stoffgemischen, wobei die Anlage eine erfindungsgemäße Mikrorektifikationskolonne umfaßt.The present invention also includes a plant for the separation of mixtures, the plant comprising a micro-rectification column according to the invention.
Für Zwecke der ursprünglichen Offenbarung wird darauf hingewiesen, daß sämtliche Merkmale, wie sie sich aus der vorliegenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen für einen Fachmann erschließen, auch wenn sie konkret nur im Zusammenhang mit bestimmten weiteren Merkmalen beschrieben wurden, sowohl einzeln als auch in beliebigen Zusammenstellungen mit anderen der hier offenbarten Merkmale oder Merkmalsgruppen kombinierbar sind, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wurde oder technische Gegebenheiten derartige Kombinationen unmöglich oder sinnlos machen. Auf die umfassende, explizite Darstellung sämtlicher denkbarer Merkmalskombinationen wird hier nur der Kürze und der Lesbarkeit der Beschreibung wegen verzichtet. Weitere Merkmale und beispielhafte Merkmalskombinationen der vorliegenden Erfindung werden nun anhand der anhängenden Figuren erläutert. Hierbei zeigen:For purposes of the original disclosure, it is to be understood that all such features as will become apparent to those skilled in the art from the present description, drawings, and claims, even though they have been specifically described only in connection with certain further features, both individually and separately any combination with other of the features or feature groups disclosed herein are combinable, unless this has been expressly excluded or technical conditions make such combinations impossible or pointless. On the comprehensive, explicit representation of all conceivable combinations of features is omitted here only for the sake of brevity and readability of the description. Further features and exemplary combinations of features of the present invention will now be explained with reference to the attached figures. Hereby show:
Figur 1 eine Explosionszeichnung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßenFigure 1 is an exploded view of an embodiment of the invention
Mikrorektifikationskolonne,Mikrorektifikationskolonne,
Figur 2 eine Vorderansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mikrorektifikationskolonne,FIG. 2 shows a front view of an embodiment of a microcertification column according to the invention,
Figur 3 eine Rückansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mikrorektifikationskolonne,FIG. 3 shows a rear view of an embodiment of a microcertification column according to the invention,
Figur 4 einen plattenförmig ausgeführten Kolonneneinsatz für eine erfindungsgemäße Mikro- rektifikationskolonne, wobei in dem Kolonneneinsatz siebförmige Kolonnenböden angeordnet sind,FIG. 4 shows a plate-shaped column insert for a microrichification column according to the invention, sieve-shaped column bottoms being arranged in the column insert,
Figur 5 den Kolonneneinsatz von Figur 4, wobei hier die Kolonnenböden entnommen sind,FIG. 5 shows the column insert of FIG. 4, the columns bottoms being removed here,
Figur 6 einen scheibenförmigen Kolonneneinsatz für eine erfindungsgemäße Mikrorektifikationskolonne, wobei die Kolonnenböden röhrenförmig durchbrochen sind,FIG. 6 shows a disk-shaped column insert for a micro-rectification column according to the invention, the column bottoms being perforated in a tubular manner,
Figur 7 einen scheibenförmigen Kolonneneinsatz für eine erfindungsgemäße Mikrorektifikationskolonne, wobei die Kolonnenböden Glockenböden sind,FIG. 7 shows a disk-shaped column insert for a micro-rectification column according to the invention, the column bottoms being bubble-cap trays,
Figur 8 einen scheibenförmigen Kolonneneinsatz für eine erfindungsgemäße Mikrorektifikationskolonne, wobei die Kolonnenböden abgewandelte Glockenböden sind,FIG. 8 shows a disk-shaped column insert for a micro-rectification column according to the invention, the column bottoms being modified bubble-cap trays,
Figur 9 einen scheibenförmigen Kolonneneinsatz für eine erfindungsgemäße Mikrorektifikati- onskolonne, wobei die einzelnen Kolonnenböden kammerartig ausgestaltet sind,FIG. 9 shows a disk-shaped column insert for a micro-rectification column according to the invention, wherein the individual column trays are designed like a chamber,
Figur 10 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mikrorektifikationskolonne mit eingesetztem scheibenförmigem Kolonneneinsatz mit Glockenböden undFigure 10 shows an embodiment of a micro-rectification column according to the invention with inserted disc-shaped column insert with bubble trays and
Figur 1 1 eine graphische Darstellung der mit einer erfindungsgemäßen Mikrorektifikationskolonne erreichten Trennleistung bei der Trennung eines Flüssigkeitsgemisches aus i- Octan und n-Octan (zur Versuchsdurchführung siehe Beispiel). Figur 1 ist eine Explosionszeichnung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mikrorektifi- kationskolonne, wobei diese Ausführungsform ein Kolonnengehäuse aufweist, das im wesentlichen dreiteilig aus einem Kolonnengehäusevorderteil 5, einem Kolonnengehäuserückteil 6 und einem Kolonnengehäusezwischenteil 7 aufgebaut ist. Die Verbindungsmittel, über die bei der vorliegenden Ausführungsform die Kolonnengehäuseteile so fest miteinander verbunden werden können, daß ein gas- und flüssigkeitsdicht abgeschlossener Kolonneninnenraum entsteht, sind hier eine Vielzahl von Sechskantschrauben 20 und Sechskantmuttern 21 , die entlang des äußeren Randes der beiden Flachseiten des Kolonnengehäuses angeordnet sind. Das Kolonnengehäuse der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mikrorektifikationskolonne hat die Gestalt eines abgeflachten Quaders. Im Kolonnengehäusevorderteil 5 ist eine große Öffnung vorgesehen, die von dem in dem Kolonnengehäusezwischenteil 7 angeordneten Sichtfenster 16 im zusammengebauten Zustand verschlossen wird. Zur Schonung des Sichtfensters 16 und zur flüssigkeits- und gasdichten Abdichtung ist zwischen dem Kolonnengehäusevorderteil 5 und dem Kolonnengehäusezwischenteil 7 eine Auflage 22 vorgesehen.Figure 1 1 is a graphical representation of achieved with a micro rectification column according to the invention separation efficiency in the separation of a liquid mixture of i-octane and n-octane (for experimental procedure see example). FIG. 1 is an exploded view of an embodiment of a micro-rectification column according to the invention, this embodiment having a column housing constructed essentially in three parts from a column housing front section 5, a column housing rear section 6 and a column housing intermediate section 7. The connecting means, via which in the present embodiment, the column housing parts can be so firmly connected to each other that a gas- and liquid-tight sealed column interior is formed, here are a plurality of hex bolts 20 and hex nuts 21, which are arranged along the outer edge of the two flat sides of the column housing are. The column housing of the embodiment of the micro-rectification column according to the invention shown in FIG. 1 has the shape of a flattened cuboid. In the column housing front part 5, a large opening is provided, which is closed by the arranged in the column housing intermediate part 7 viewing window 16 in the assembled state. To protect the viewing window 16 and the liquid and gas-tight seal a support 22 is provided between the column housing front part 5 and the column housing intermediate part 7.
In dem plattenförmig ausgestalteten Kolonneneinsatz 4 ist eine große Ausnehmung vorgesehen, an deren Oberkante entlang eine Dichtung 24 verläuft. In der Ausnehmung sind im wesentlichen waagerecht übereinander die Kolonnenböden 2 angeordnet. Am Kolonnenkopf befindet sich ein Deph- legmator 10, der auf der einen Seite über die Verbindung 15 mit dem von den Kolonnenböden 2 unterteilten Kolonneninnenraum in Fluidkontakt steht und auf der anderen Seite zum einen über einen Rücklauf mit dem von den Kolonnenböden 2 unterteilten Kolonneninnenraum und zum anderen mit dem (Produkt-) Kondensator 33 in Fluidkontakt steht. Über die Ventilköpfe 23, 23' kann gesteuert werden, ob flüssige Phase/Gasphase in den (Produkt-) Kondensator 33 gelangt oder ob das im Dephlegmator entstandene Kondensat über den Rücklauf noch einmal in den Kolonneninnen- räum zurückgeführt wird. Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mikrorektifikationskolonne ist zwischen dem Kolonneneinsatz 4 und dem Kolonnengehäuserückteil 6 eine flächige Auflage 25 vorgesehen.In the plate-shaped column insert 4, a large recess is provided, at the upper edge along a seal 24 extends. In the recess, the column trays 2 are arranged substantially horizontally one above the other. At the top of the column there is a dephlegmator 10, which is in fluid contact with the column interior divided by the column bottoms 2 on one side and on the other side with a return with the column interior divided by the column bottoms 2 and another is in fluid contact with the (product) capacitor 33. Via the valve heads 23, 23 'it can be controlled whether liquid phase / gas phase enters the (product) condenser 33 or whether the condensate formed in the dephlegmator is recirculated via the return once again into the column internal space. In the embodiment of the micro-rectification column according to the invention shown in FIG. 1, a flat support 25 is provided between the column insert 4 and the column housing rear part 6.
In dem Kolonnengehäuserückteil 6 ist eine Ausnehmung vorgesehen, in der die Auflage 25 einliegt und in die der Kolonneneinsatz 4 in Verbindung mit dem Kolonnengehäusezwischenteil 7 paßgenau eingesetzt werden kann. Zur exakten Positionierung von Auflage 25 und insbesondere von Kolonneneinsatz 4 in der Ausnehmung sind Zylinderstifte 28 in der Ausnehmung in dem Kolonnengehäuserückteil 6 vorgesehen, die mit entsprechenden Ausnehmungen in der Auflage 25 und dem Kolonneneinsatz 4 zum Zwecke der exakten Positionierung dieser Bauteile beim Zusammenbau der erfin- dungsgemäßen Mikrorektifikationskolonne in Eingriff treten. Darüber hinaus befinden sich in dem Kolonnengehäuserückteil die Ein- und Auslässe 8, 9, über die kontrolliert gasförmige bzw. flüssige Phase in den Mikrorektifikationskolonneninnenraum eingebracht werden kann bzw. daraus entnommen werden kann. Die Ein-/Auslässe 8, 9 sind mit Zuleitungs-/Ableitungsanschlüssen 26 verbunden, über die gasförmige bzw. flüssige Phase zu der Kolonne geführt werden kann bzw. von der Kolonne weggeführt werden kann. Am Kolonnengehäuserückteil 6 sind weiterhin Zylinderstifte 28 vorgesehen, die mit entsprechenden Ausnehmungen im Kolonnengehäusevorderteil 5 zum Zwecke der exakten Positionierung der beiden Kolonnengehäuseteile aufeinander beim Zusammenbau der erfin- dungsgemäßen Mikrorektifikationskolonne in Eingriff treten. In den Seitenwänden des Kolonnenge- häuserückteils sind Ausnehmungen 11 vorgesehen, in die Kühl- bzw. Heizstäbe einsteckbar sind, um die erfindungsgemäße Mikrorektifikationskolonne in den entsprechenden Bereichen in der gewünschten Weise zu temperieren.In the column housing rear part 6, a recess is provided in which the support 25 rests and in which the column insert 4 can be used in register with the column housing intermediate part 7 in register. For exact positioning of support 25 and in particular of column insert 4 in the recess, cylindrical pins 28 are provided in the recess in the column housing back 6, which are provided with corresponding recesses in the support 25 and the column insert 4 for the exact positioning of these components in the assembly of micro-rectification column according to the invention engage. In addition, the inlets and outlets 8, 9, can be introduced via the controlled gaseous or liquid phase in the micro-rectification column interior or can be removed therefrom in the column housing back part. The inlets / outlets 8, 9 are connected to supply / discharge terminals 26, can be passed through the gaseous or liquid phase to the column or can be led away from the column. Cylinder pins 28 are furthermore provided on the column housing rear part 6, which engage with corresponding recesses in the column housing front part 5 for the purpose of exact positioning of the two column housing parts on each other during assembly of the microcertification column according to the invention. Recesses 11 are provided in the side walls of the column housing rear part, into which cooling or heating rods can be inserted, in order to temper the micro rectification column according to the invention in the desired areas in the desired manner.
In Figur 2 ist die in Figur 1 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mikrorektifikationskolonne 1 in zusammengebautem Zustand in der Vorderansicht dargestellt. Durch die Öffnung im Kolonnengehäusevorderteil 5 und durch das Sichtfenster im Kolonnengehäusezwischenteil 7 ist der Kolonneneinsatz 4 zu erkennen. In dem Kolonneneinsatz 4 befindet sich eine große Ausnehmung, die in Verbindung mit dem Kolonnengehäusezwischenteil 7 den Kolonneninnenraum definiert. An der Oberkante der in dem Kolonneneinsatz 4 vorgesehenen Ausnehmung ist eine Dichtung 24 vorgesehen. Der Kolonneninnenraum ist unterteilt durch im wesentlichen waagerecht übereinander angeordnete Kolonnenböden 2. Die Kolonnenböden erstrecken sich von links nach rechts zwischen in der Ausnehmung vorgesehenen Halterungen 17, in die die Kolonnenböden 2 einsteckbar sind. An der Oberseite der Kolonnenbodenhalterungen 17 sind jeweils kleine Stege 18 vorgesehen, die bei jeweils einer Halterung 17 auf einer Kolonnenbodenebene in Ablaufwehre 19 übergehen, welche in einem Auffangreservoir, das sich hinter dem Steg 18 der nächsten darunterliegenden Kolonnenbodenebene befindet, enden. Wenigstens über den Bereich zwischen dem Ablaufwehr 19 einer bestimmten Ebene und dem Auffangreservoir hinter dem Steg 18 der darunterliegenden Ebene stehen die beiden Ebenen damit in Fluidkontakt.FIG. 2 shows the embodiment of the microcentrifugation column 1 according to the invention shown in FIG. 1 in an assembled state in a front view. Through the opening in the column housing front part 5 and through the viewing window in the column housing intermediate part 7 of the column insert 4 can be seen. In the column insert 4 is a large recess which defines the column interior in connection with the column housing intermediate part 7. At the upper edge of the recess provided in the column insert 4, a seal 24 is provided. The column interior is subdivided by column bottoms 2 arranged essentially horizontally above one another. The column bottoms extend from left to right between holders 17 provided in the recess into which the column bottoms 2 can be inserted. At the top of the column bottom brackets 17 each small webs 18 are provided, which merge in each case a holder 17 on a column bottom plane in Ablaufwehre 19, which ends in a collecting reservoir, which is located behind the web 18 of the next underlying column bottom plane. At least over the area between the drain weir 19 a certain level and the collection reservoir behind the web 18 of the underlying level, the two levels are thus in fluid contact.
Im Bodenbereich der Mikrorektifikationskolonne bildet die Ausnehmung im Kolonneneinsatz 4 eine Blase 12. Im Kolonnenkopfraum 14 mündet die Ausnehmung in eine im wesentlichen waagerecht verlaufende Verbindung 15. Über die Verbindung 15 steht der Dephlegmator 10 mit dem Kolonneninnenraum in Fluidkontakt. Darüber hinaus steht der Dephlegmator 10 mit dem (Produkt-) Konden- sator 33 in Fluidkontakt. Über die Ventilköpfe 23 und 23' kann von außen gesteuert werden, ob das Kondensat aus dem Dephlegmator 10 in den Kolonneninnenraum zurückgeführt wird, oder ob flüssige Phase/Gasphase in den Produktkondensator 33 gelangt, von wo aus das Produkt über den Auslaß entnommen werden kann. Die in Figur 2 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mikrorektifikationskolonne hat die Form eines aufrecht stehenden flachen Quaders mit im we- sentlichen rechteckiger Grundfläche.In the bottom region of the micro-rectification column, the recess in the column insert 4 forms a bubble 12. In the column head space 14, the recess opens into a substantially horizontally extending connection 15. Via the connection 15, the dephlegmator 10 is in fluid contact with the column interior. In addition, the dephlegmator 10 is in fluid contact with the (product) condenser 33. Via the valve heads 23 and 23 'can be controlled from the outside, whether the condensate from the dephlegmator 10 is returned to the column interior, or whether liquid phase / gas phase enters the product condenser 33, from where the product can be removed via the outlet. The embodiment of the micro-rectification column according to the invention shown in FIG. 2 has the shape of an upright flat cuboid with a substantially rectangular base area.
Die Darstellung von Figur 3 zeigt die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mikrorektifikationskolonne 1 in der Rückansicht. Zusätzlich zu den Merkmalen, die bereits aus den Figuren 1 und 2 eindeutig hervorgehen, sind in der Rückansicht außerdem folgende Merkmale zu erkennen: der Zuleitungs-/Ableitungsanschluß 26 auf der Oberseite des Kolonnenge- häuserückteils 6, über den kontrolliert Gas bzw. Flüssigkeit vom Dephlegmator entnommen bzw. dort hin zugeführt werden kann, der Zuleitungs-/Ableitungsanschluß 26, der im oberen Bereich seit- lieh am Kolonnengehäuserückteil 6 angeordnet ist und über den ein kontrollierter Flüssigkeits- bzw. Gasaustausch mit dem Kondensator der Mikrorektifikationskolonne erfolgen kann, die Zuleitungs- /Ableitungsanschlüsse 26, die auf der Rückseite des Kolonnengehäuserückteils 6 angeordnet sind und über die ein Flüssigkeits- bzw. Gasaustausch mit dem (Produkt-) Kondensator, dem Kolonne- ninnenraum auf etwa halber Höhe der Kolonne und dem Bereich im Kolonnenbodenraum (Blase) erfolgen kann, und die Ventilregler 32, 32', über die die Ventilköpfe 23, 23' gesteuert werden.The representation of FIG. 3 shows the embodiment of the microreactivation column 1 according to the invention shown in FIGS. 1 and 2 in the rear view. In addition to the features that The following features can also be seen in the rear view: the supply / discharge connection 26 on the upper side of the column rear part 6, via which gas or liquid is withdrawn from the dephlegmator and fed there can be, the Zuleitungs- / discharge port 26, which is arranged in the upper area seit- lieh the column housing back 6 and via a controlled liquid or gas exchange with the condenser of the micro-rectification can be done, the supply / discharge ports 26 on the Rear side of the column housing rear part 6 are arranged and via which a liquid or gas exchange with the (product) condenser, the column ninnenraum at about half the height of the column and the area in the column bottom space (bubble) can take place, and the valve controller 32, 32nd ', over which the valve heads 23, 23' are controlled.
In Figur 4 ist der Kolonneneinsatz 4, der bei den in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Mikrorektifikationskolonne verwendet wird, im Detail dargestellt. Bei dieser Darstellung ist noch einmal deutlich zu erkennen, wie die Kolonnenböden 2 in die in den Ko- lonnenbodenhalterungen 17 vorgesehenen Schlitze eingesteckt sind. Darüber hinaus ist hier die Ausgestaltung des Einlasses 8 in den Kolonneneinsatz 4 zu erkennen. Der Kolonneneinsatz 4 ist hier ohne Dichtung 24 dargestellt, so daß die entlang der Oberkante der Ausnehmung verlaufende Dichtungsnut 34 deutlich zu erkennen ist, in der die Dichtung 24, die in Figur 2 dargestellt ist, eingebettet wird.FIG. 4 shows in detail the column insert 4 which is used in the embodiments of the microcertification column according to the invention shown in FIGS. 1 and 2. In this illustration, it can once again be clearly seen how the column bottoms 2 are inserted into the slots provided in the column bottom holders 17. In addition, the design of the inlet 8 in the column insert 4 can be seen here. The column insert 4 is shown here without a seal 24, so that the sealing groove 34 running along the upper edge of the recess can be clearly seen, in which the seal 24, which is shown in FIG. 2, is embedded.
In Figur 5 ist der Kolonneneinsatz 4 von Figur 4 ohne darin eingesteckte Kolonnenböden 2 dargestellt, so daß die Schlitze in den Kolonnenbodenhalterungen 17, in die die Kolonnenböden 2 eingesteckt werden können, deutlich sichtbar sind. Am Grunde der Ausnehmung sind an den Stellen, an denen die Kolonnenböden an dem Grund der Ausnehmung anliegen, jeweils Dichtungsleisten 35 vorgesehen.FIG. 5 shows the column insert 4 of FIG. 4 without column bottoms 2 inserted therein, so that the slots in the column bottom holders 17, into which the column bottoms 2 can be inserted, are clearly visible. At the bottom of the recess in each case sealing strips 35 are provided at the locations where the column bottoms bear against the bottom of the recess.
In Figur 6 ist ein scheibenförmig bzw. steckkartenförmig ausgestalteter Kolonneneinsatz 4 dargestellt, bei dem die Kolonnenböden 2 röhrenförmig durchbrochen sind. Die Kolonnenböden 2 werden hierbei durch erhabene Stellen, die sich auf waagerecht übereinander angeordneten Ebenen von einer Seite zur anderen Seite der Ausnehmung erstrecken und lediglich abschnittsweise röhrenförmig unterbrochen sind, gebildet.FIG. 6 shows a disk-shaped or plug-in-shaped column insert 4, in which the column bottoms 2 are perforated in a tubular manner. The column bottoms 2 are in this case formed by raised areas, which extend on horizontally superimposed planes from one side to the other side of the recess and are interrupted only in sections in a tubular manner.
In Figur 7 ist ebenfalls ein Scheiben- bzw. steckkartenförmiger Kolonneneinsatz 4 dargestellt, wobei bei dieser Ausführungsform die erhabenen Stellen so ausgestaltet sind, daß sich entsprechend der Tiefe der Ausnehmung flache Glockenböden 2 ausbilden.In Figure 7, a disk or card-shaped column insert 4 is also shown, wherein in this embodiment, the raised portions are designed so that form flat bell bottoms 2 corresponding to the depth of the recess.
Die in Figur 8 dargestellte Ausführungsform ist ein Scheiben- bzw. steckkartenförmiger Kolonneneinsatzes 4 mit abgewandelten Glockenböden 2. Bei der in Figur 9 dargestellten Ausführungsform eines Scheiben- bzw. steckkartenförmigen Kolonneneinsatzes 4 sind die Kolonnenböden 2 in Form von übereinander angeordneten Kammern, deren Gasphasenbereiche über s-förmige Leitungen miteinander verbunden sind, gebildet.The embodiment shown in FIG. 8 is a disk-type or card-type column insert 4 with modified bubble trays 2. In the embodiment of a disk-shaped or card-type column insert 4 shown in FIG. 9, the column bottoms 2 are formed in the form of chambers arranged one above the other, the gas-phase regions of which are connected to one another via s-shaped lines.
In Figur 10 ist eine erfindungsgemäße Mikrorektifikationskolonne 1 dargestellt, bei der ein scheiben- bzw. steckkartenförmiger Kolonneneinsatz 4, wie er in Figur 7 dargestellt ist, in das Kolonnengehäuse 3 eingebaut ist. Hinter diesem Kolonneneinsatz 4 befindet sich ein Kolonneneinsatzadapter, in dem in den Bereichen der Ein- bzw. Auslässe (nicht dargestellt) sowie im Bereich der Blase 12, im Bereich des Dephlegmators 10, im Bereich des Ventilkopfes 23 und im Bereich des (Produkt-) Kondensators 33 Ausnehmungen vorgesehen sind, die sich mit den entsprechenden Bereichen des Scheiben- bzw. steckkartenförmigen Kolonneneinsatzes 4 decken.FIG. 10 shows a microreactification column 1 according to the invention, in which a disk-shaped or card-type column insert 4, as shown in FIG. 7, is installed in the column housing 3. Behind this column insert 4 is a column insert adapter, in which in the areas of the inlets and outlets (not shown) as well as in the area of the bubble 12, in the area of the dephlegmator 10, in the area of the valve head 23 and in the region of (product) Condenser 33 recesses are provided, which coincide with the corresponding areas of the disk or card-shaped column insert 4.
Beispiel:Example:
Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte erfindungsgemäße Mikrorektifikationskolonne wurde zur Bestimmung ihrer theoretischen maximalen Trennleistung („Totalrücklaufverhältnis") bezogen auf ein Flüssigkeitsgemisch aus i-Octanol und n-Octanol verwendet. In die Blase mit einem Volumen von etwa 5 ml wurden 3 ml des Flüssigkeitsgemisches eingebracht. Die Blase wurde auf 1 18 0C temperiert. Auf etwa 1/3 der Höhe der Kolonne betrug die Temperatur des Kolonneninnenraums 110,8 0C, auf etwa 2/3 der Höhe der Kolonne betrug die Temperatur des Kolonneninnenraums 104,2 0C und am Kolonnenkopf betrug die Temperatur 99 - 102 0C. Wie aus der in Figur 11 dargestellten graphischen Auswertung ermittelt wurde, betrug die theoretische Trennstufenhöhe 0,83 cm, was einer theoretischen Trennstufenzahl von 120/m entspricht. 1 and 2 was used to determine its theoretical maximum separation efficiency ("total reflux ratio") based on a liquid mixture of i-octanol and n-octanol liquid mixture is introduced. the bladder was maintained at 1 18 0 C. at about 1/3 of the height of the column was the temperature of the column interior 110.8 0 C, to about 2/3 of the height of the column was the temperature of the column interior 104.2 0 C and at the top of the column, the temperature was 99 - 102 0 C. As was determined from the graphical evaluation shown in Figure 11, the theoretical separation step height was 0.83 cm, which corresponds to a theoretical separation stage number of 120 / m.
Bezugszeichen:Reference numerals:
1 Mikrorektifikationskolonne1 micro-rectification column
2 Kolonnenböden2 column bottoms
3 Kolonnengehäuse3 column housing
4 Kolonneneinsatz4 column insert
5 Kolonnengehäusevorderteil5 Column housing front part
6 Kolonnengehäuserückteil6 column housing back
7 Kolonnengehäusezwischenteil7 Column housing intermediate part
8 Flüssigkeits- bzw. Gaseinlaß8 liquid or gas inlet
9 Flüssigkeits- bzw. Gasauslaß9 liquid or gas outlet
10 Dephlegmator10 dephlegmator
11 Heiz- oder Kühlmittelausnehmungen11 heating or coolant recesses
12 Blase12 bubble
13 Temperaturfühler13 temperature sensors
14 Kolonnenkopfraum14 Column Headspace
15 Verbindung15 connection
16 Sichtfenster16 viewing windows
17 Kolonnenbodenhalterung17 Column bottom bracket
18 Steg18 footbridge
19 Ablaufwehr19 drainage
20 Sechskantschraube20 hex screw
21 Sechskantmutter21 hex nut
22 Auflage22 edition
23, 23' Ventilkopf23, 23 'valve head
24 Dichtung24 seal
25 Auflage25 edition
26 Zuleitungs-/Ableitungsanschluß26 supply / discharge connection
27 Erdung27 earthing
28 Zylinderstift28 cylinder pin
29 O-Ring29 O-ring
30 Ventilstift30 valve pin
31 , 31 ' Ausnehmung für Ventilregler31, 31 'recess for valve regulator
32, 32' Ventilregler32, 32 'valve regulator
33 (Produkt-) Kondensator33 (product) capacitor
34 Dichtungsnut34 sealing groove
35 Dichtleiste 35 sealing strip

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E PATENT APPLICATIONS
1. Mikrorektifikationskolonne (1 ) für die thermische Trennung von Flüssigkeiten mit mehre- ren in der Mikrorektifikationskolonne (1 ) angeordneten, und den Kolonneninnenraum unterteilenden Kolonnenböden (2), dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrorektifikationskolonne (1 ) ein Kolonnengehäuse (3) und wenigstens einen Kolonneneinsatz (4) umfaßt, wobei die Kolonnenböden (2) an dem Kolonneneinsatz (4) angeordnet sind, und wobei der Kolonneneinsatz (4) entnehmbar im Kolonnengehäuse (3) angeordnet ist.Characterized in that the micro-rectification column (1) a column housing (3) and at least one Column insert (4), wherein the column trays (2) are arranged on the column insert (4), and wherein the column insert (4) removably in the column housing (3) is arranged.
2. Mikrorektifikationskolonne nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Kolonnengehäuse (3) aus wenigstens zwei Kolonnengehäuseteilen (5, 6) besteht, wobei die Kolonnengehäuseteile (5, 6) lösbar gas- und flüssigkeitsdicht so miteinander verbindbar sind, daß hierdurch die Kolonnengehäuseteile (5, 6) gegebenenfalls in Verbindung mit dem Kolonneneinsatz (4) den Kolonneninnenraum ausbilden.2. micro-rectification column according to claim 1, characterized in that the column housing (3) consists of at least two column housing parts (5, 6), wherein the column housing parts (5, 6) are detachably gas- and liquid-tight interconnected so that thereby the column housing parts ( 5, 6) optionally in conjunction with the column insert (4) form the column interior.
3. Mikrorektifikationskolonne nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolonnengehäuse (3) aus einem Kolonnengehäusevorderteil (5) und einem Ko- lonnengehäuserückteil (6) und wahlweise einem Kolonnengehäusezwischenteil (7) be- steht, wobei das Kolonnengehäusevorderteil (5) und das Kolonnengehäuserückteil (6) miteinander oder wahlweise über wenigstens ein zusätzlich dazwischen angeordnetes Kolonnengehäusezwischenteil (7) lösbar gas- und flüssigkeitsdicht so miteinander verbindbar sind, daß hierdurch das Kolonnengehäusevorderteil (5) und das Kolonnengehäuserückteil (6) und wahlweise das wenigstens eine Kolonnengehäusezwischenteil (7) gegebenenfalls in Verbindung mit dem Kolonneneinsatz (4) den Kolonneninnenraum ausbilden.3. micro-rectification column according to one of claims 1 and 2, characterized in that the column housing (3) consists of a column housing front part (5) and a Kolonnengehäuserückteil (6) and optionally a column housing intermediate part (7), wherein the column housing front part (5 ) and the column housing back (6) with each other or optionally at least one additionally arranged between intermediate column housing part (7) are gas-tight and liquid-tight connected to each other so that thereby the column housing front part (5) and the column housing back (6) and optionally at least one column housing intermediate part ( 7) optionally in conjunction with the column insert (4) form the column interior.
4. Mikrorektifikationskolonne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kolonneneinsatz wenigstens 3 Kolonnenböden angeordnet sind, vorzugsweise we- nigstens 5 Kolonnenböden angeordnet sind.4. micro-rectification column according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the column insert at least 3 column trays are arranged, preferably at least 5 column trays are arranged.
5. Mikrorektifikationskolonne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolonneneinsatz (4) an wenigstens einer Stelle einen offenen Bereich aufweist, über den wenigstens dann, wenn der Kolonneneinsatz (4) vorübergehend nicht im Kolonnengehäuse (3) angeordnet ist, ein mechanischer Eingriff an den Kolonnenböden (2) erfolgen kann. 5. micro-rectification column according to one of claims 1 to 4, characterized in that the column insert (4) at least one point has an open area over which at least when the column insert (4) is temporarily not arranged in the column housing (3), a mechanical intervention on the column bottoms (2) can take place.
6. Mikrorektifikationskolonne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolonnenböden (2) im Kolonneneinsatz (4) entnehmbar angeordnet sind.6. micro-rectification column according to one of claims 1 to 5, characterized in that the column trays (2) in the column insert (4) are removably arranged.
7. Mikrorektifikationskolonne nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolonneneinsatz (4) ein flacher, plattenförmiger Kolonneneinsatz (4) ist, wobei in dem plattenförmigen Kolonneneinsatz (4) eine große Ausnehmung vorgesehen ist, in der die Kolonnenböden (2) angeordnet sind und die in Verbindung mit dem Kolonnengehäuse den Kolonneninnenraum definiert.7. micro-rectification column according to one of claims 1 to 6, characterized in that the column insert (4) is a flat, plate-shaped column insert (4), wherein in the plate-shaped column insert (4) is provided a large recess in which the column bottoms (2 ) are arranged and which defines the column interior in connection with the column housing.
8. Mikrorektifikationskolonne nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung in dem plattenförmigen Kolonneneinsatz (4) im wesentlichen rechteckige Seitenwände aufweist, wobei das Verhältnis von Breite zu Tiefe der Ausnehmung in dem plattenförmigen Kolonneneinsatz (4) im Bereich von 1 :0,5 bis 1 :0,001 liegt und vorzugsweise im Bereich von 1 :0,1 bis 1 :0,001 liegt.8. micro-rectification column according to claim 7, characterized in that the recess in the plate-shaped column insert (4) has substantially rectangular side walls, wherein the ratio of width to depth of the recess in the plate-shaped column insert (4) in the range of 1: 0.5 to 1: 0.001 and preferably in the range of 1: 0.1 to 1: 0.001.
9. Mikrorektifikationskolonne nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Ausnehmung in dem plattenförmigen Kolonneneinsatz (4) im Bereich von 1 mm bis 30 mm liegt und vorzugsweise im Bereich von 1 mm bis 15 mm liegt.9. micro-rectification column according to one of claims 7 or 8, characterized in that the depth of the recess in the plate-shaped column insert (4) in the range of 1 mm to 30 mm and is preferably in the range of 1 mm to 15 mm.
10. Mikrorektifikationskolonne nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Kolonnengehäuses (3) eine Gesamthöhe im Bereich von 5 cm bis 50 cm aufweist und vorzugsweise eine Gesamthöhe im Bereich von 10 cm bis 20 cm aufweist.10. micro-rectification column according to one of claims 1 to 9, characterized in that the interior of the column housing (3) has an overall height in the range of 5 cm to 50 cm and preferably has an overall height in the range of 10 cm to 20 cm.
11. Mikrorektifikationskolonne nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Kolonnengehäuse (3) und im Kolonneneinsatz (4) wenigstens ein Bereich (8, 9) vorgesehen ist, über den zwischen dem Kolonneninnenraum und dem Bereich außerhalb der Kolonne ein kontrollierter Austausch von Gasen und/oder Flüssigkeiten möglich ist.11. micro-rectification column according to one of claims 1 to 10, characterized in that in the column housing (3) and in the column insert (4) at least one region (8, 9) is provided, on the between the column interior and the area outside the column a controlled Exchange of gases and / or liquids is possible.
12. Mikrorektifikationskolonne nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß im Kolonneneinsatz (4) ein mit dem Kolonnengehäuseinnenraum in Fluidkontakt stehender Produktkondensator (33) vorgesehen ist, an dessen Überlauf vorzugsweise ein Rücklaufventil vorgesehen ist.12. micro-rectification column according to one of claims 1 to 11, characterized in that in the column insert (4) with the column housing interior in fluid contact standing product condenser (33) is provided at its overflow preferably a return valve is provided.
13. Mikrorektifikationskolonne nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Material des Kolonnengehäuses (3) eine oder mehrere Heiz- oder Kühlmittelaus- nehmungen (11 ) vorgesehen sind, über die Heiz- oder Kühlmittel in das Kolonnengehäuse einbringbar sind, wobei vorzugsweise wenigstens eine Heizmittelausnehmung (1 1 ') so an- geordnet ist, daß hierüber wenigstens eine im Kolonneneinsatz (4) vorgesehene Blase (12) beheizt werden kann, und/oder wenigstens eine Kühlmittelausnehmung (11 ") so angeordnet ist, daß ein im Kolonneneinsatz (4) vorgesehener Produktkondensator (33) gekühlt werden kann.13. micro-rectification column according to one of claims 1 to 12, characterized in that in the material of the column housing (3) one or more heating or Kühlmittelaus- recesses (11) are provided, via the heating or cooling medium can be introduced into the column housing, wherein preferably at least one Heizmittelausnehmung (1 1 ') so is ordered that over this at least one in the column insert (4) provided bubble (12) can be heated, and / or at least one Kühlmittelausnehmung (11 ") is arranged so that in the column insert (4) provided product capacitor (33) can be cooled ,
14. Mikrorektifikationskolonne nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein in den Innenraum des Kolonnengehäuses (3) reichender Temperaturfühler (13) vorgesehen ist, vorzugsweise in unmittelbarer Nähe eines Flüssigkeits- bzw. Gaseinlasses (8), eines Flüssigkeits- bzw. Gasauslasses (9), einer Blase (12), eines Kolonnenkopf- raumes (14) und/oder eines Produktkondensators (11 ), der oder die im Kolonneneinsatz (4) vorgesehen ist.14. Microread column according to one of claims 1 to 13, characterized in that at least one in the interior of the column housing (3) reaching temperature sensor (13) is provided, preferably in the immediate vicinity of a liquid or gas inlet (8), a liquid or gas outlet (9), a bubble (12), a column head space (14) and / or a product condenser (11) which is provided in the column insert (4).
15. Mikrorektifikationskolonne nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolonnenböden (2) Austauschböden sind, die vorzugsweise unter Glockenbö- den, Ventilböden, Siebböden oder Gitterböden ausgewählt sind.15. micro-rectification column according to one of claims 1 to 14, characterized in that the column trays (2) are exchange trays, which are preferably under Blockenbö-, valve trays, trays or grid floors selected.
16. Mikrorektifikationskolonne nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß im Kolonnengehäuse (3) wenigstens ein weiterer Kolonneneinsatz (4') entnehmbar angeordnet ist, der einen nicht unterteilten Innenraum, einen von Kolonnenböden (2) unterteil- ten Innenraum oder einen mit Füllkörpern beschickten Innenraum aufweist, vorzugsweise ein16. micro-rectification column according to one of claims 1 to 15, characterized in that in the column housing (3) at least one further column insert (4 ') is removably arranged, which has a non-compartmented interior, one of column trays (2) sub-divided interior or a Having filled with packing interior, preferably one
Kolonneneinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei der erste Kolonneneinsatz (4) mit dem wenigstens einen weiteren Kolonneneinsatz (4') unter Ausbildung eines entsprechend verlängerten oder verbreiterten Gesamtkolonneneinsatzes verbindbar ist.Column insert according to one of claims 1 to 16, wherein the first column insert (4) is connectable to the at least one further column insert (4 ') to form a correspondingly extended or widened total column insert.
17. Kolonnengehäuse (3) für eine Mikrorektifikationskolonne (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolonnengehäuse (3) mit wenigstens einem weiteren Kolonnengehäuse (3') nach einem der Ansprüche 1 bis 16 unter Ausbildung eines entsprechend verlängerten oder verbreiterten Gesamtkolonnengehäuses verbindbar ist.17. Column housing (3) for a micro-rectification column (1) according to one of claims 1 to 16, characterized in that the column housing (3) with at least one further column housing (3 ') according to one of claims 1 to 16 to form a correspondingly extended or widened total column housing is connectable.
18. Anlage zur Auftrennung von Stoffgemischen, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage eine Mikrorektifikationskolonne (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 16 umfaßt. 18. Plant for the separation of mixtures, characterized in that the plant comprises a micro-rectification column (1) according to one of claims 1 to 16.
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