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Anwendungen der Adsorption

Simulierte Gegenstromverfahren

Bei den Verfahren der chemischen Industrie werden vielfach kontinuierliche Gegenstromverfahren genutzt. Bei der Arbeit mit Feststoffen ist dieses Prinzip aber nur schwer realisierbar.

Bei den von der UOP (Universal Oil Products Inc.) entwickelten Adsorptionsverfahren wird durch Verwendung eines rotierenden Mehrwegeventils ein Quasigegenstrom realisiert (Simulated Moving Bed, SMB).

Durch einen Gegenstrom zwischen der fluiden Phase und dem festen Adsorbens und mit Hilfe eines zusätzlichen Desorptionsmediums lässt sich ein Adsorptionsverfahren entwickeln, das dem Verfahren der Rektifikation zur Zerlegung eines Flüssigkeitsgemisches analog ist.

Beim "wahren" Gegenstrom wird ein Gasgemisch mit den Komponenten A und B adsorbiert, wobei eine Komponente (A) bevorzugt adsorbiert wird. Die Desorption mit einer geeigneten dritten Komponente (D) führt zu einer Fraktionierung, so dass einmal die Komponenten B und D (als Raffinate) und A und D als Extrakte abgezogen werden können.

Abb.1
Schematische Darstellung des "wahren" Gegenstromverfahrens
aus Kast, Adsorption aus der Gasphase, 1988, Wiley-VCH, Weinheim, Abb. 11.31, S. 262

mit freundlicher Genehmigung von Prof. Dr. Kast und des Wiley-VCH Verlags

Dieser Gegenstrom kann simuliert werden, indem die Zu- und Abströme längs einer Reihe hintereinander geschalteter Festbetten über "Ports" in Strömungsrichtung periodisch weitergeschaltet werden.

Abb.2
Schematische Darstellung des "simulierten" Gegenstromverfahrens
aus Kast, Adsorption aus der Gasphase, 1988, Wiley-VCH, Weinheim, Abb. 11.32, S. 263

mit freundlicher Genehmigung von Prof. Dr. Kast und des Wiley-VCH Verlags

In der praktischen Ausführung erhält man ein Verfahrensschema mit einem Rotationsventil.

Abb.3
Verfahrensschema des simulierten Gegenstromverfahrens mit Rotationsventil
aus Kast, Adsorption aus der Gasphase, 1988, Wiley-VCH, Weinheim, Abb. 11.33, S. 263

mit freundlicher Genehmigung von Prof. Dr. Kast und des Wiley-VCH Verlags

Mit dem Schalten des Ventils werden alle Ports auf den nächsten weitergeschaltet. Der unterste Port im Festbett wird dabei auf den obersten umgeschaltet.

Als Sorbex-Prozess wurde der simulierte Gegenstrom für die Trennung von p, m-Xylol mit Isopropylbenzol bekannt. Varianten dieses Prozesses sind der Parex- und Ebex-Prozess für die Trennung der C8-Aromaten, der Molex-Prozess für die Trennung von n-, iso- und Cycloalkanen, der Olex-Prozess für die Trennung von Olefinen-Paraffinen und der Sarex-Prozess für die Trennung von Fructose-Glucose-Zucker.

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