Broughton于1961年首次提出模拟移动床(Simulated Moving Bed,SMB)的概念,SMB是吸取固定床和移动床工艺各自的优点而设计的工艺。SMB吸附分离技术不仅克服了固定床吸附分离技术存在的间歇操作的缺点,也克服了移动床吸附分离技术存在的吸附剂磨损过大的缺点,实现了生产过程连续化,同时产品纯度和回收率可达到较理想的水平。SMB技术应用范围遍及石油、糖类、发酵有机酸和氨基酸等领域。尤其是90年代以来,SMB技术开始应用于精细化工和药物尤其是手性药物的分离。 本文一共分为五章。第一章介绍了固定床、移动床和模拟移动床的特点以及它们各自的发展历史、分离原理和应用实例。 第二章为固定床和模拟移动床的动力学模型。首先采用考虑轴向扩散、液膜传质阻力和内扩散阻力的一般性速率模型,建立了单根色谱柱的固定床模型,用有限元和正交配置法求解该模型。模拟移动床使用了两种模型:一是用移动床(True moving bed,TMB)过程来代替模拟移动床过程,用移动床固体的流速来代替模拟移动床因进出口的移动而相对于固相的速度;另一是使用固定床模型,将固定床的动力学模型与模拟移动床的各区流量和质量守恒关系相结合,反映模拟移动床的真实情况。 第三章为固定床分离大豆磷脂酰胆碱。采用一般性速率模型研究了大豆磷脂酰胆碱的色谱过程,得到了大豆磷脂酰胆碱(PC)在硅胶柱上的平衡常数(K)、液膜传质系数(k~1)与流速的关系及孔内有效扩散系数(D_p),可指导色谱分离过程的优化与放大。采用乙醇/水体系分离了大豆浓缩磷脂中的磷脂酰胆碱,考察了流动相组成和流速对分离效果的影响。随着流动相中水含量的增加,磷脂酰胆碱的容量因子和分离度减小。流动相以乙醇/水(80/20,v/v)为最佳。考察了Pe、Bi和η等参数对色谱峰形的影响。 第四章为模拟移动床分离大豆磷脂酰胆碱。研究了进料浓度、进料流速、各区的流速和切换时间等对SMB分离性能的影响,还研究了三角形理论下的SMB优化过程,结果表明:三角形理论有利于找到SMB的操作初始条件,但由于三角形分离区域是在理想条件下得到的,它忽略了传质与扩散作用,因此与实际的