模拟移动床
模拟移动床
研究进展
1.20世纪60年代发展起来的，主要用于石油 化工产品的分离;
果糖因不易导致高血糖、肥胖、龋齿而被重视； 工业化常采用淀粉做原料，利用固定化葡萄糖异构酶转 化，一般含有42％果糖和58％葡萄糖，成为果葡糖浆； 葡萄糖与果糖互为同分异构体不易分离，因此，果葡糖 浆中分离纯化果糖需要用精细分离技术；
本研究利用模拟移动床技术成功的将果糖与葡萄糖分离， 制备出99%以上的高纯果糖。
目前，我国生物、药物及农副产物中活性化合物的色
谱分离纯化使用的是工业制备色谱。
存在的瓶颈问题是：分离成本高 、制备效率较低、设 备造价高。
为了改变这种现状，开始注重研究模 拟移动床色谱 分离技术（SMB）的应用。
SMB 的特点
• 可连续分离操作； • 可根据生物、药物活性成分的种类调试不同的分离方 法（层析、离交、吸附等等）； • 制备效率高，提纯效果较一般工业制备色谱分离高出 40%。 • 运行成本低，使加工成本降50%，甚至80%。
（四）SMB分离纯化肝素钠的应用技术研究
肝素钠（heparin）是重要的生物药品。我国是世界上粗
品肝素钠的主要出口国
低效价、低附加值——加工技术和装备水平达不到要求。 本研究利用模拟移动床色谱分离设备，研究了肝素钠的 纯化新工艺。
展望
SMB技术是一种先进的分离技术，但是由于其系统 配置 及操作参数的确定较为复杂，且长期为国外专利 所垄 断，售价极高，限制了它在我国的推广利用。 随着生命科学、生物技术和医药技术的快速发展， 各种高附加值的活性成分需要研究开发，越来越多的单
模拟移动床技术
装备的应用与工业放大是极有意义的。
参考文献
【1】Calculation and Optimization of Simulated Moving Bed for the Industrial Process of p-Xylene Separation [D]. Zhufeng WANG，Nanjing University，2011.6
鞠全亮-张友全教授 李维-崔学民教授 王靖淳-潘远凤教授
主要内容
模拟移动床简介
模拟移动床（Simulated Moving Bed SMB）是一种可以用于层析、 吸附、离子交换、梯度洗脱等一种连续运行的色谱设备主体； 与吸附剂结合，多个单体柱组合，通过“模拟移动”工艺可以实现 高效、廉价、连续分离。 最基本功能：是能够实现分离技术工业化与连续化。
移动床的工作原理
色谱分离的工作原理
利用样品在流动相和固定相中分配系数或者吸附能力的 不同来达到分离的目的。 在此基础上，若使固定相和移动相的逆向流动，并且通过 控制移动速度使各组分逆向分开，从而形成了移动床的工作 原理。
移动床的工作原理
龟兔赛跑
设兔子速度v1，乌龟速度v2 传送带速度v0。其中v1>v0>v2
通过对进料组 成、吸附比、 置换比、脱附 比、温度和压 力等因素的调 整，最终产品 纯度可以达到 99.5%。
图5.Parex法工艺示意图【1】
工业化SMB设备
模拟移动床对C8芳烃的分离
石化领域：正构烷烃的分离，奈系物异构体
的分离；
食品领域：生产高纯度化的果糖，蔗糖的脱
色，氨基酸的分离；
制药领域：手性药物和天然药物的分离。
模拟移动床
（1）系统整体机电合一，起动迅速方便； （2）柱箱升温均匀，控制稳定，且可常温或低温工作； （3）工作压力、流量稳定，柱外死体积极少； （4）根据工艺要求料液进出口可任意更换位置； （5）精细分离能力强，优于其它分离技术（如，蒸馏乃 至
分子蒸馏，超临界萃取）。 （6）较一般工业制备色谱及其它分离设备质耗低，能耗 低，
• 最基本功能：是能够实现分离技术工业化与连续化。
研究进展
1.20世纪60年代发展起来的，主要用于石油 化工产品的分离;
2.1969年，美国UOP公司（环球石油公司）将SMB分离技术用于分离对 二甲苯和间二甲苯; 3.1993年，法国Seperex公司将SMB分离技术用于药物和精细
化工领域; 4.近些年，SMB分离技术研究主要集中在糖类分离、同分异构
果糖因不易导致高血糖、肥胖、龋齿而被重视； 工业化常采用淀粉做原料，利用固定化葡萄糖异构酶转
化，一般含有42％果糖和58％葡萄糖，成为果葡糖浆； 葡萄糖与果糖互为同分异构体不易分离，因此，果葡糖
浆中分离纯化果糖需要用精细分离技术； 本研究利用模拟移动床技术成功的将果糖与葡萄糖分离，
制备出99%以上的高纯果糖。
SMB 的特点
• 可连续分离操作； • 可根据生物、药物活性成分的种类调试不同的分离方
法（层析、离交、吸附等等）； • 制备效率高，提纯效果较一般工业制备色谱分离高出
40%。 • 运行成本低，使加工成本降50%，甚至80%。
实验型模拟移动色谱设备
• 可用于分离条件摸索，建立工艺参数。 • 甚至可以用于生产：——附加值极高的产品。 • 转换阀门：转换灵敏、自动化、不渗漏； • 连续离子交换、连续梯度洗脱、连续色谱分离
04期8 • 张伟;林炳昌;;人参皂甙Rb_1的模拟移动床分离[J];精细化工;2007年06期9 • 沈树宝;欧阳平凯;;吸附分离果糖和葡萄糖的基础研究[J];南京工业大学学报(自然科学
模拟移动床技术
04
模拟移动床技术发展前景
技术发展趋势
高效能化
随着技术的不断进步，模拟移动床的分离效 率和精度将得到进一步提升，以满足更严格 的生产要求。
案例二：制药工业中的应用
总结词
高纯度产品、降低成本
详细描述
在制药工业中，模拟移动床技术用于生产高纯度产品，降低生产成本。通过模拟移动床实现高效分离 和纯化，提高产品的纯度和收率，降低生产过程中的物料消耗和能源消耗。
案例三：环保领域中的应用
总结词
资源回收、环保减排
详细描述
模拟移动床技术在环保领域中主要用 于资源回收和环保减排。通过模拟移 动床实现废水和废气的净化处理，回 收有价值的资源，降低污染物排放， 提高环保效益。
分离和纯化。
技术发展历程
01
模拟移动床技术的发展始于20世纪70年代，最初是为了解 决传统分离技术效率低下的问题。
02
随着技术的不断发展和完善，模拟移动床技术在20世纪90 年代开始得到广泛应用。
03
近年来，随着计算机技术和自动化技术的不断发展，模拟移动 床技术也得到了进一步的改进和完善，实现了更加高效、连续
灵活性强
该技术可根据不同物料和分离要求进行灵活 调整，适应性强。
应用实例
石油化工
模拟移动床技术在石油化工领域 的应用包括油品的分离和精制， 提高油品质量和产量。
制药工业
在制药工业中，模拟移动床技术 成功应用于药物的分离、纯化和 精制，如抗生素、维生素等。
食品工业
在食品工业中，模拟移动床技术 用于果汁、酒类、乳题
模拟移动床色谱(SMBC)..
物的分离。
模拟移动床色谱原理
1-a
1-b
图1 SMB工作原理图
对于传统的单柱色谱, 假设是一个两组分 分离体系, 当脉冲进样后用适当的溶剂洗脱时就 产生如图1-a 的效果: 一个物质移动慢, 另一个 物质移动快, 当色谱柱足够长时两者将最终分开。 这与龟兔赛跑的情形相似, 两者的距离会越落越 远。
如果假设龟兔赛跑的跑道是会逆向移动的, 并
且移动速度介于龟与兔之间, 这样就好像是龟 在往后走, 兔在往前走。最终龟与兔分别从跑
道的两头下来, 如图1-b 所示。
移动床分成4 个区域, 原料(A+ B, A
为弱吸附组分, B为强吸附组分) 从ц、 ш区之间连续进入, 流动相由下往上 移动, 固定相以介于A 和B 之间的速 度向下移动 , 最终从两个出口可以 分别得到纯的提取液 (Extract)B 和 提余液(Raffinate) A。图2中Q1~ Q4 分别为区Ι~ 的流动相流量; Qr, Qf,
• 3.料剂比 • 料剂比是评价SMB的重要指标之一, 也是影 响分离能力的关键。模拟移动床运行时, 每 一升原料液, 需要加入的解吸剂 的量越小, 表示模拟移动床分离效果越好。
模拟移动床色谱应用
1.模拟移动床色谱技术在石油化工领域中的应用 1969 年美国 UOP 公司将模拟移动床色谱技术用于分离对二 甲苯和间二甲苯；同时 UOP 公司还将该技术应用于其他工业 级的石油产品的分离过程中。如：对甲苯酚和间甲苯酚的分 离，从 C8 芳香族化合物中分离乙苯，从煤油 C4 烯烃混合物 中分离丁烯 - 1，从蒎烯混合物中分离 β- 蒎烯等。
• 柱压降与柱结构、泵动力和分离剂粒径有关。相同的柱结构,
分离剂
粒径越小, 柱压降越大。一般柱压降为 0.02M Pa /m。分离剂粒径小,对
模拟移动床分离技术原理
模拟移动床分离技术原理1.分离原理传统固定床吸附分离操作简单，易于实施,属间歇操作,故处理量少、不易实现自动控制；连续移动床降低了吸附剂的寿命，使生产成本增加，同时固体吸附剂很难实现轴向活塞流动,影响了吸附效率。
而模拟移动床吸附操作具有固定床良好的装填性能和移动床可连续操作的优点，并能保持吸附塔在等温、等压下操作。
模拟移动床分离原理如图1 所示，进料是A 、B 二元混合物，脱附剂D。
吸附强度次序是D>A>B。
吸附床分四个区域：图1 模拟移动床吸附分离原理示意图Ⅰ区：向上移动的D 优先吸附进料中的A和微量B ，同时置换出已吸附的部分D，在该区底部将抽余液B+D 部分排出，部分循环；Ⅰ区：该区底部上升的含A+B+D 的吸附剂，与顶部下降的含A+D的物料逆流接触,吸附强度A>B，B脱附，上升的吸附剂只含A+D，靠调节流量，B可完全脱附；Ⅰ区：D 自此区顶部入塔，与底部上升的含A+D的吸附剂逆流接触,D 置换出A，同时从底部抽出一部分作为抽出液，其余流进Ⅰ区起回流液的作用；Ⅰ区:该区底部上升的吸附剂D与塔顶循环返回塔底的B+D 逆流接触，按吸附平衡，B部分被吸附,D被部分置换与新鲜D一并进入Ⅰ区以循环利用，减少了所需新鲜脱附剂的循环量。
Ⅰ区底部抽余液主要含有B+D，Ⅰ区底部抽出液主要含有A+D。
Ⅰ区组分为A+B+D，Ⅰ区为A+D，Ⅰ区为B+D。
如图2所示，在程序控制下，通过旋转阀的步进，定期启闭切换吸附塔各塔节进出料和解吸剂阀门，使各液流进入口位置不断变化，模拟了固体吸附剂在相反方向上的移动。
阀门未切换前，对每个塔节而言是固定床间歇操作，当塔节较多和各阀门不断切换，或采用多通道旋转阀不停转动时，吸附塔是“连续操作的移动床”。
图2 模拟移动床吸附分离操作示意图吸附塔一般由24个塔节组成，第3 、6 、15和23 塔节分别是脱附剂、抽余液、原料和抽出液进出口。
本技术关键之一便是转换物流方向的旋转阀门，旋转阀转动一格，各液体进入口位置相应改变一塔节，固体吸附剂和循环液流成“相反”方向移动。
模拟移动床色谱(SMBC)
3.其他行业的应用 氨基酸具有重要的生物、药物和营养价值,工业 生产中一般采用发酵法生产。由于氨基酸是一 种热敏性生化物质, 传统的分离手段如蒸馏、
吸附、萃取、结晶、沉降分离等在其分离中受 到限制, 而色谱吸附分离过程无需热再生, 能
耗低, 分离效率高且适应性强。已利用 SM B技 术进行分离的产品有赖氨酸、苯丙氨酸与色氨 酸等。
2.模拟移动床色谱技术在糖醇分离中的应用 SMB 早期主要应用在制糖工业上，在糖醇分离中果糖与葡萄糖的分离， 可能是目前制糖工业分离中规模最大的，也是起步最早的。这是一个典 型的二组分分离，因此利用 SMB 的优势也非常明显。 利用 SMB 分离果葡糖浆的工艺已有成熟的工业化实例，该分离通常是 选择一种 Ca 型的阳离子交换树脂作为固定相，利用去离子水作为洗脱 剂，由于果糖和 Ca 离子形成一个复合体而被阻流在柱中，而葡萄糖和 其他寡糖则被洗脱剂带走。含果糖 42%的果葡糖浆利用模拟移动床色 谱分离后，流出液果糖纯度为 95%～99%，回收率在 90%以上；残液中 葡萄糖的纯度在 90%以上。
合适的吸附剂、提高产品浓度和纯度。以上三个技
术难题得以解决,
模拟移动床技术在药物和手性化
合物上的分离将会得到很好应用。
国内 SMB 的研发工程师们有两件事情要解决和完善：一 是自行研究生产大型 SMB, 以解决石化系统长期从国外
进口问题。就目前国内SM B的设备生产水平和自动化控 制水平来说, 完全可以生产百万吨级的 SMB, 替代进口产 品。石化工厂所用的非亲油型分离剂国内也已经可以大规 模生产。关健在于应用环节, 使用厂家应转变观念, 推广 使用价廉实用而服务又很到位、及时的国内产品；二是 SMB 小型化, 以便能得心应手的应用于药物和手性化合
Simulated moving bed technology
SMB的应用
SMB
糖醇工业 生化领域
SMB的应用
手性药物中的应用
随着FDA于1992年提出对外消旋药物要尽可能拆 分的要求，模拟移动床由于其经济、高效的优点，越 来越多见于手性药物的分离提纯之中。
SMB的应用实例
L-苯丙氨酸工业中的应用
L-Phe
葡萄糖的 好氧发酵
醪液用酸 调整pH值
精密 过滤
高纯度（98.5%） 苯丙氨酸盐酸盐
ห้องสมุดไป่ตู้
SMB分离原理
切换进出口位点模拟相对逆流运动
实验室级SMB
国外工业级SMB
我国工业级SMB
SMB的应用
SMB最早运用在石化 行业，早在30年前美国 的UOP就建造了每套十 万吨规模的从C8链烃混 合物中分离对二甲苯的 装置,被称为Sorbex过 程。并扩展到乙苯、烯 烃和正构烷烃等产品。
Sorbex工艺图
应用更为广泛，如废水中 Monomeros哥仑比亚公司、加 回收氨、有机化合物脱色、 拿大Saskatchewan钾盐公司、 废水中回收氟化物、烟道 汽体净化回收胺、有机酸 挪威Norsk Hydro公司等公司 中催化剂的回收、丁二酸 利用SMB技术来进行盐分离 中去除铜/矾、铜电解液中 其他工业中的应用 硫酸钾生产。 去除铁以及尼龙废液清洁、 在发酵、生物技术领域， 有机介质回收、胺精制等。 SMB正逐步大展手脚。有 关的报导有：赖氨酸精 化肥工业 化学工业 制、乳酸脱矿质、柠檬 其应用包括：高色素甜菜 酸脱矿质等。 糖浆的脱灰、脱色、阳离 子去除和甜碱的回收等。
SMB离交系统回收
在吸附洗涤区，4、5部分的 在14部分，床中的液流被排干， 吸附首先发生在6、7和8、9部分。排出的液体在10和11 在17部分加入洗脱剂，然后用泵使洗脱剂串联地通 碱性混合物在1部分 工艺水洗涤树脂床后，与6、 并送到储槽。接着，在15、16 部分被再一次吸附。然后用酸碱调整物流pH值以达到最 过18、19和20部分。洗脱剂的pH值应保持在一定的 排出到洗脱剂补充槽。 7、8、9部分的排出液汇合， 部分用清水将床洗涤干净。 佳回收状态，醪液在12和13部分进行最后一次吸附。最 pH之间，以达到最大的回收量。 在2、3部分，用工艺 继续进行剩余苯丙氨酸的回 后，用泵将含有发酵产物和无机盐的排出液送到储槽中。 水来反洗树脂床。 收。该循环再重复进行。
模拟移动床
（二）甜叶菊甙分离纯化的工艺技术研究
——甜菊糖甙是含8种成分的双萜糖甙的混合物， 天然无热量高倍甜味剂。 ——甜叶菊甙的常规制取方法中需要经过脱盐、脱 色和吸附三步处理。 ——本研究利用多功能模拟移动床小试设备对甜叶 菊甙粗提液进行分离和纯化技术参数摸索。
（三）果葡糖浆中的果糖分离技术研究
研究进展
1.20世纪60年代发展起来的，主要用于石油 化工产品的分离;
2.1969年，美国UOP公司（环球石油公司）将SMB分离技术用于分离对 二甲苯和间二甲苯; 3.1993年，法国Seperex公司将SMB分离技术用于药物和精细 化工领域; 4.近些年，SMB分离技术研究主要集中在糖类分离、同分异构 体分离、手性化合物分离等方面。
运行成本低。
关键技术：多通旋转阀、槽道外臵结构、料
液分配器的制造技术 。
创新性：多功能性—柱层析、离子交换和
梯度洗脱；可进行批处理分离操作；具有 连续离子交换、连续色谱分离等5项功能。
SMB应用前景
功能性物料制备（皂甙、异黄酮、糖甙……） 高纯度食品配料、食品添加剂（果糖浆、低聚木糖 ……） 医药 石油…… 化工……
模拟移动床（SMB）应用研究进展
组员：丛 畅- 熟悉资料、准备答辩 孙婉婷 - 查找文献、收集资料 张 倩- 整理资料、制作ppt
模拟移动床色谱
• 模拟移动床（Simulated Moving Bed SMB）是一种可以用于层 析、吸附、离子交换、梯度洗脱等一种连续运行的色谱设备主体； • 与吸附剂结合，多个单体柱组合，通过“模拟移动”工艺可以实现 高效、廉价、连续分离。 • 最基本功能：是能够实现分离技术工业化与连续化。
（四）SMB分离纯化肝素钠的应用技术研究
简述模拟移动床吸附分离的过程
模拟移动床吸附分离是一种重要的化工分离技术，它在化工生产和环境保护领域有着广泛的应用。
本文将简要介绍模拟移动床吸附分离的过程，包括其基本原理、工艺流程、关键参数和优势等内容。
一、模拟移动床吸附分离的基本原理模拟移动床吸附分离是利用吸附剂对混合气体或混合液中的组分进行选择性吸附，从而实现组分的分离。
其基本原理可概括为：通过物料的逐步移动，使吸附剂经历一系列的吸附、解吸和再生过程，最终实现对混合物的有效分离。
二、模拟移动床吸附分离的工艺流程1. 进料阶段：混合气体或混合液经过预处理后，进入模拟移动床吸附分离系统。
在此阶段，吸附剂处于空气状态，等待进料。
2. 吸附阶段：混合气体或混合液在一定的压力和温度下，通过吸附剂层，使其中的一部分组分被吸附，而其他组分通过吸附剂，完成吸附分离过程。
3. 解吸阶段：当吸附剂饱和时，需进行解吸操作，将已吸附的组分从吸附剂上解吸出来，此时通入适量的解吸剂，使吸附剂重新恢复吸附能力。
4. 再生阶段：解吸后的吸附剂需要进行再生操作，将解吸剂脱除并进行处理，使吸附剂重新恢复至吸附状态。
5. 排放阶段：再生后的吸附剂重新恢复至吸附状态，等待下一轮的进料。
以上过程循环往复，实现了对混合气体或混合液的有效分离，从而达到了提纯、浓缩等目的。
三、模拟移动床吸附分离的关键参数1. 吸附剂：选择合适的吸附剂对于模拟移动床吸附分离过程至关重要，吸附剂的种类、粒度、孔径大小等因素都会直接影响分离效果。
2. 进料条件：包括混合气体或混合液的成分、流量、温度、压力等因素，这些条件将影响到吸附剂的选择和操作参数的确定。
3. 操作参数：如压力、温度、流速、再生剂的使用量等操作参数的选择和控制，决定了整个分离过程的效率和质量。
四、模拟移动床吸附分离的优势1. 高效、节能：模拟移动床吸附分离过程中，可以通过合理控制操作参数和优化工艺流程，实现高效的分离效果，同时减少能耗。
2. 适应性强：模拟移动床吸附分离适用于各种气体、液体混合物的分离，且对进料条件的变化具有一定的适应性。
模拟移动床名词解释
模拟移动床名词解释
模拟移动床是一种常用的化工实验室设备，也叫做“模拟流化床”。
它主要由固体床和气流组成，用于模拟工业过程中的传质、反应和吸附等过程，具有高效、可重复、可控制等特点。
固体床是模拟移动床的关键部分之一，其形状可以是管状、球状和鼓状等。
传统的静态床呈现的是固体形态，而移动床则通过床中的气流将固体床粉末全部悬浮在空气中，呈现流态，相互之间形成互相漂移的状态，其中气流的速度称为“气速”。
当进行反应时，公称气速是在固定的条件下通过床的空气体积流量与床的横截面积所获得的平均气流速度。
模拟移动床的气流由气体发生器产生，是通过气阀控制的压力、流量和组成来实现的。
床内气流通过床体传导，固体颗粒的膨胀度随着床体高度的变化而改变。
通过调节床内气流的密度和气速等参数，可控制固体床粉末的碰撞、剪切和重力等力学作用，从而影响固体床的颗粒动力学和质量转移等性质。
模拟移动床一般包含气流发生器、固体床、气流控制系统、温度控制系统和监控系统等组成部分，可应用于吸附、过滤、热浸润、催化反应和质量转移研究等领域。
其主要作用在于研究移动床反应器内残留时间和物料的分布，同时也为设计和改进移动床反应器提供参考和依据。
模拟移动床色谱(SMBC)
的重视。对于中药和天然药物中有效成分的分离提纯, SM B将会
起到重要的作用。
国内模拟移动床分离技术的发展前景
近年国内SMB的主要应用领域仍将会是石化行业和
糖醇行业。但精细化工行业和制药行业的应用前景 不容忽视。
对于精细化工行业和制药行业上使用的小型化SMB,
要解决以下三个问题: 减小分离体积、寻找和选择
模拟移动床色谱 （SMBC）
前 言
SMBC原理 SMBC评价指标 SMBC的应用 SMBC的发展前景
前
言
模拟移动床(SMB)色谱分离技术是20 世纪60 年代发展起来的一 种现代化分离技术, 具有分离能力强, 设备体积小, 投资成本低, 便于实现 自动控制并特别有利于分离热敏性及难以分离的物系等优点, 在制备色谱 技术中最适用于进行连续性大规模工业化生产。 SMB 技术的兴起是化工技术中的一次革新, 其应用范围也不断扩大, 遍及石油、精细化工、生物发酵、医药、食品等很多生产领域, 尤其在同 系化合物、手性异构体药物、糖类、有机酸和氨基酸等混合
SMB 在制药行业的应用主要是用于分离手性药物、生物药物
和天然药物。
手性药物种类繁多, 对其的吸附分离要比石化系统中的异构体 分离和糖业中的不同糖类分离复杂得多。
国外已有采用串联SMB 对发酵生产的胰岛素进行分离提纯工
艺; 国内也有用改进的 SMB 分离抗生素替考拉宁。 中药和天然药物作为药物的重要来源, 已经受到各国研究人员
1模拟移动床色谱smbc前言smbc原理smbc的应用smbc的发展前景smbc评价指标前言模拟移动床smb色谱分离技术是20世纪60年代发展起来的一种现代化分离技术具有分离能力强设备体积小投资成本低便于实现自动控制并特别有利于分离热敏性及难以分离的物系等优点在制备色谱技术中最适用于进行连续性大规模工业化生产
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12.2模拟移动床色谱的分离原理
12.2.1真实移动床色谱的分离原理
为了更好的理解模拟移动床的工作原理，首先介绍一下与之相关的真实移动床（tru moving bed, TMB）的分离原理。
对于传统的单柱色谱，假设是一个两组份分离体系，当脉冲进样后用适当的溶剂洗脱时就产生如图12.1.a的情况：一个物质移动慢，另一个物质移动快，当色谱柱足够长时，两者将最终分开。
这与龟兔赛跑的情形相似，两者的距离会越落越远。
这正是经典色谱分离纯化物质的原理。
真实移动床则给我们提供了另外一种分离方法。
如果龟兔赛跑的跑道是会逆向移动的。
在跑道的作用下，龟兔会向相反的方向运动。
现在讨论下述情况：当跑道不动时，设龟的速度为V1,兔的速度为V2，则
V1<V2 (12.1) 当跑道逆向运动时，且运动速度V0介于龟兔运动速度V1和V2之间，即：
V1<V0<V2(12.2) 当跑道移动和自身运动的共同作用下，龟的移动速度V1和兔的移动速度V2分别为：
V1=V1-V0<0 (12.3)
V2=V2-V0>0 (12.4)
由此可见，龟将会向跑道的移动方向移动，而兔则向跑道移动相反的方向移动。
这样就好像是龟在往后走，兔在往前走，最终兔与龟分别从跑道的两头下来，如图12.1b所示：
图12.1真实移动床色谱原理图[12]
a. 单柱分离过程b、龟和兔在移动带上
这样通过移动床模式就可以把龟兔完全分开。
可以看出，在这一分离过程中，进样可以采取连续进样方式。
从而改变了经典色谱法间断进样的这一不利制备分离的工艺要求。
上面的原理可应用于移动床色谱中，即将龟兔自身的移动看成流动相的推动作用。
跑道的反向作用可通过固定相的整体逆向于流动相方向来实现。
这种制备分离装置便称为真实移动床，其原理如图10.2所示：
图12.2真实移动床示意图
在图12.2中所示的真实移动床色谱中，固定相自上向下移动，淋洗液自下向上移动，同时连续地进行再循环。
固定相由Ⅰ区循环到Ⅳ区，而淋洗液则由Ⅳ区再循环到Ⅰ区。
含有组份A和B的样品由柱中间的样品入口注入，新鲜的淋洗液由Ⅰ区引入。
在选择的流速下，在固定相上保留弱的组份A向上移动，由提余液（Raffinate）出口流出，而保留强的组份B 则向下移动，由提取液（Extract）出口流出，使组份A和B得到分离。
依据功能的不同，把移动床通常划分为四个不同的区[13]：
Ⅰ区：在淋洗液入口与提取液出口之间，为固定相再生区。
在Ⅰ区之前，两种被分离的组分（A）和（B）必须被全部脱附，以便使固定相净化。
Ⅱ区：在提取液出口和进料口之间；Ⅲ区：在进样口和提余液之间。
这两个区为分离区，组分以相反的方向运动，弱保留组分（A）必须脱附随液相移动，强保留组分（B）必须被吸附，随固相移动。
在Ⅱ区，弱保留的产物(A)必须全部洗脱，而在Ⅲ区，强保留的(B)产物必须完全吸附。
Ⅳ区：在提余液和淋洗液之间，为淋洗液再生区。
在Ⅳ区两种组分必须被吸附，以便使再生的淋洗液再循环到Ⅰ区。
所有的入口流速通过物料平衡与出口流量相关联，设QⅠ—QⅣ分别为Ⅰ-Ⅳ区的流量。
Q Feed，Q Ext，Q Raff，Q EL分别为进料流量、提取液流量、提余液流量和淋洗液流量。
则：
QⅡ＝QⅠ－Q Ext QⅢ＝QⅡ＋Q Feed(12.5)
QⅣ＝QⅢ—Q Raff QⅠ＝QⅣ＋Q El
此外，入口/出口流量由下式关联：
Q Ext＋Q Raff＝Q Feed＋Q EL（12.6）由于固体吸附剂循环很困难，所以真实移动床操作非常复杂，同时固定相的移动会引起柱填料的磨损，使色谱柱柱效很低。
为克服真实移动床的上述缺欠，人们通过切换装置来模拟固定相的逆向移动，通常将这种切换装置称为模拟移动床。
12.2.2模拟移动床的原理
模拟移动床的固定相实际上并没有移动，而是通过阀切换技术改变。
这一操作过程可以通过图11.3清楚的反应出来。
t0时刻流动相样品（A+B）的入口点和提取液B、提余液（A）的出口点的位置如左图所示，经过t时间后，各进样点和出样点这一的位置如右图所示。
经过位置切换，造成的结果相当于固定相以L/t的速度与流动相相对运动，从而实现了逆流操作。
但在过程中，固定相并未移动。
图12.3模拟移动床操作原理图
同样，在模拟移动床制备装置中，人们通常将它分为四个区，每各区引起的作用与真实移动床完全一样，但由于切换阀操作的原因，4个区所在的位置随时间变化而呈现周期性的改变。
模拟移动床装置一般由4到24根柱，3到5个泵和一些连接柱与各种管线的阀组成。
其连接方式见图12.4：
图12.4模拟移动床体系再循环选择
（a）再循环泵安装在柱之间；（b）再循环泵安装在区之间（Ⅳ区和Ⅰ区之间）；
（c）无再循环泵
图12.4a 是最经典的一种循环泵连接方式，把循环泵放置在两根柱之间（例如柱12和1之间），可以放置在任何一个区中，当不同区的流量不同时，泵的流量也要改变，这种装置相对简单。
在图12.4b中，再循环泵被放置在两个区之间，而且总是被放置在不存在溶质的Ⅳ区和Ⅰ区之间。
这种连接方式需要增加阀，因此比前一种连接方式更为复杂，主要用于超临界流体模拟移动床。
主要特点是能在Ⅰ区得到更高的压力。
图12.4c所示的装置是由淋洗泵代替再循环泵，使装置简化，但比装置（a）需要更多的阀。
其不足之处是出口液必须要再循环到淋洗液罐中。
无论那一种连接法，（a，b或c）对控制出口流速总是有不同的选择，可用泵，阀，流量计或压力控制出口流速。
对于图12.4a所示的把再循环泵放置在柱之间的连接体系，有耐用性和把阀的数量减至最少的特点，可用泵输送流量，通过异步转换入口/出口管线抵消再循环泵的影响。
拟移动床
目录
编辑本段设备简介
模拟移动床
simulated moving bed
一种利用吸附原理进行液体分离操作的传质设备。
它是以逆流连续操作方式，通过变换固定床吸咐设备的物料进出口位置，产生相当于吸附剂连续向下移动，而物料连续向上移动的效果。
这种设备的生产能力和分离效率比固定吸附床高，又可避免移动床吸附剂磨损、碎片或粉尘堵塞设备或管道以及固体颗粒缝间的沟流。
编辑本段操作原理
模拟移动床把固定吸附床分为许多段（常为24段），段内装有吸附剂，段间液体不能直接流通。
每段均装有进出口管道（进出两用），由中央控制装置控制其进出。
24个进出口中的20个只起段间联系的作用，另四个供四
股物料的进入或离出，某一瞬间的物料进出口位置（图1[ 模拟移动床工作原理]）
把整个吸附床层分成了四个区，各区距离不等长，每段相际传质也不同。
如A脱附区液体中含有A与D，此区是用D使A脱附。
B脱附区是用 A及D使B 脱附。
由上述两区之间的出料口所引出的吸附液只含 A与D，而且A的浓度也较大。
A吸附区是使原料中A与B分离，因此在A吸附区上部取出的吸余液中不含A而只含B与D。
若吸附剂固定不动,则随着时间的推移，固相中被分离组分的浓度将自下而上逐渐变大。
模拟移动床则是利用一定的机构（如旋转阀），使四个物料的进出口以与固相浓度的变化同步的速度上移。
这样，构成一闭合回路，其总的结果与保持进出口位置不动，而固体吸附剂在吸附器中自上而下移动的效果基本相同。
目前在实际生产装置中，又有一些新的改进。
由模拟移动床分离出来的吸附液(A+D)与吸余液(B+D)，分别精馏后即可得纯A和纯B。
编辑本段主要应用
模拟移动床可用来从烷烃中分离正构烷烃；从烯烃中分离直链烯烃。
1972年，美国环球油品公司首次在工业生产中利用这种设备由碳八芳烃中分离对二甲苯。
此后不久，
日本东丽公司又利用此设备分离对二甲苯。
两者在设备方面有所不同，前者采用立式吸附床及24孔旋转阀匀速转动（图2[ 模拟移动床与旋转阀操作示意]）以控制床内各物料口进出物料的转换；后者采用卧式吸附器及大量自动切换阀。
24孔旋转阀具有灵便、占地省等优点。