Экстракционно-хроматографическое разделение жидких смесей в противоточно-циклическом режиме контакта фаз тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.08, кандидат наук Ерастов, Андрей Александрович

• Ерастов, Андрей Александрович
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Ерастов, Андрей Александрович

ОГЛАВЛЕНИЕ

Оглавление

Обозначения и сокращения

Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Разделение веществ методами противоточной жидкостной экстракции

1.1.1. Многоступенчатые процессы противоточной жидкостной экстракции

1.1.2. Циклические процессы противоточной жидкостной экстракции

1.2. Разделение веществ методами жидкостной хроматографии со свободной неподвижной фазой

1.2.1. Центробежная жидкостная хроматография

1.2.2. Жидкостная хроматография со свободной неподвижной фазой без применения центрифуг

1.2.3. Противоточные циклические процессы жидкостной хроматографии

со свободной неподвижной фазой

Глава 2. Разделение смесей компонентов в противоточно-циклическом режиме с переменной продолжительностью циклов

2.1. Теоретическая часть

2.1.1. Математическая модель процесса

2.1.1.1. Импульсная подача разделяемой смеси в аппарат

2.1.1.2. Длительный ввод разделяемой смеси в аппарат

2.1.2. Анализ математической модели процесса

2.2. Экспериментальная часть

2.2.1. Экспериментальная установка и методика проведения экспериментов

2.2.2. Сравнение результатов теоретических и экспериментальных исследований

Глава 3. Разделение смесей компонентов в противоточно-циклическом режиме с периодической подачей питания

3.1. Теоретический анализ процесса

3.2. Анализ математической модели

3.3. Сравнение предсказаний теоретического анализа с результатами

эксперименьтальных исследований

Глава 4. Разделение смесей компонентов в противоточно-циклическом режиме с подачей питания в среднюю зону многоступенчатой установки

4.1. Математическая модель процесса

4.1.1. Импульсная подача разделяемой смеси в среднюю зону системы последовательно соединенных равновесных ступеней

4.1.2. Длительная подача разделяемой смеси в среднюю зону системы последовательно соединенных равновесных ступеней

4.2 Влияние параметров процесса на процессы разделения

4.3. Экспериментальная проверка математической модели процесса

Выводы

Список литературы

Приложение

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

х и у - равновесные концентрации извлекаемого компонента в фазе соответственно, рафината и экстракта;

/ = - фактор экстракции;

¥х и ¥у - расход потоков фаз рафината и экстракта, соответственно;

N = число ступеней в каскаде аппаратов;

Х{ - концентрация в потоке питания (в исходном растворе);

х = и ¥ = — - безразмерные концентрации в фазах;

Х/ Х/

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Экстракционно-хроматографическое разделение жидких смесей в противоточно-циклическом режиме контакта фаз»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы

Разделение смесей компонентов на отдельные компоненты или выделение и очистка целевого компонента из смеси является одной из основных технологических операций в производствах химической, фармацевтической и других родственных отраслях промышленности. Жидкостная экстракция и жидкостная хроматография занимают заметное место в ряду этих процессов. Жидкостная экстракция применяется в технологии основного органического синтеза (например, в производстве капролактама), в гидрометаллургии, нефтехимии, при переработке отработанного ядерного топлива и в ряде других химических технологий. Жидкостная хроматография кроме применения в аналитических целях в последнее время все более широко используется в промышленных масштабах для выделения и очистки продуктов в биотехнологии и при производстве лекарственных препаратов. В отличие от методов классической хроматографии в жидкостной хроматографии без твердого носителя так называемая неподвижная фаза является подвижной, поскольку она не закреплена на неподвижном твердом носителе, а удерживается в хроматографическом устройстве в свободном (подвижном) состоянии с помощью центробежных сил или сил вязкости и поверхностного натяжения. По своей природе такие процессы жидкостной хроматографии близки к процессам жидкостной экстракции. В основе обоих процессов разделения лежит разное распределение компонентов жидкой смеси между двумя фазами. Основным отличием хроматографии от жидкостной экстракции является то, что хроматографические процессы, как правило, проводятся в периодическом нестационарном режиме, а процессы жидкостной экстракции - в непрерывном стационарном режиме; хроматографические методы позволяют разделить в одной технологической операции многокомпонентные смеси, а процессы жидкостной экстракции обычно обеспечивают разделение только

бинарных смесей в течение одной операции. Благодаря подвижности обеих фаз в процессах жидкостной хроматографии без твердого носителя появляется возможность создания новых более эффективных противоточных экстракционно-хроматографических методов разделения, сочетающих преимущества процессов хроматографии и противоточной экстракции. Для практической реализации новых методов необходимо разработать их теоретические основы.

Цель настоящей работы - разработка теоретических основ противоточно-циклических экстракционно-хроматографических процессов разделения жидких смесей.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

Разработка и анализ математических моделей для различных условий проведения процесса разделения:

• при кратковременной (импульсной), протяженной во времени и периодической подаче разделяемой смеси в хроматографическое устройство;

• при подаче разделяемой смеси с одним из потоков фаз в хроматографическое устройство и при подаче разделяемой смеси отельным потоком в среднюю часть хроматографического устройства.

Экспериментальная проверка полученных теоретических зависимостей на лабораторной установке, работающей в противоточно-циклическом режиме контакта фаз.

Научная новизна. Впервые разработана математическая модель нового метода экстракционного разделения смеси компонентов в противоточно-циклическом режиме с переменной продолжительностью полупериодов движения фаз: получены аналитические зависимости для моделирования и расчета процесса для условий импульсной подачи смеси и когда смесь в течении определенного времени подается с потоком одной

из фаз в первом цикле процесса. Сопоставлением эксперимента и теории установлено хорошее согласие между ними.

Проведен анализ математической модели экстракционно-хроматографического разделения смеси компонентов в противоточно-циклическом режиме при периодической подаче смеси в течение определенного времени с потоком одной из фаз в каждом цикле процесса. Впервые теоретически и экспериментально показано, что такой режим обеспечивает не только повышение производительности, но и селективности процесса разделения.

Впервые разработана математическая модель экстракционно -хроматографического разделения смеси компонентов в противоточно-циклическом режиме при импульсной и протяженной во времени подаче смеси в среднюю часть хроматографического устройства: проведен анализ модели, получены аналитические зависимости для моделирования и расчета процесса. Экспериментально подтверждена адекватность математической модели реальному процессу разделения смесей фармацевтических продуктов.

Впервые экспериментально подтверждена возможность проведения процессов экстракционно-хроматографического разделения смеси компонентов в противоточно-циклическом режиме на многоколоночной установке с импульсной подачей потоков фаз.

Практическая значимость работы. Предложен новый метод разделения смесей компонентов в противоточно-циклическом режиме с регулируемой продолжительностью циклов, позволяющий значительно повысить эффективность работы экстракционных установок. Разработана программа для компьютерного моделирования и расчета таких процессов разделения.

Показана возможность работы многоколоночных экстракционно-хроматографических установок в противоточно-циклическом режиме

контакта фаз, что многократно повышает эффективность разделения компонентов смесей.

Методы исследования

При выполнении диссертационной работы использованы фундаментальные положения теории жидкостной экстракции и классической теории хроматографии; экспериментальные методы жидкостной экстракции и жидкость-жидкостной хроматографии; методы математического моделирования.

Апробация работы

Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на следующих Российских и международных конференциях: 7th International symposium on countercurrent cromatography (г. Гуанчжоу, 6-8 августа 2012 г. Китай); Новые подходы в химической технологии минерального сырья. Применение экстракции и сорбции» (г. Санкт-Петербург, 3-6 июня 2013 г.); III Международной конференции по химии и химической технологии (г. Ереван, 16-20 сентября 2013 г.);

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе 9 статей в журналах, рекомендованных ВАК, тезисы 3-х докладов на Российских и международных научных конференциях.

В первой главе приведен литературный обзор, посвященный циклическим процессам противоточной жидкостной экстракции и методам и аппаратуре жидкостной хроматография со свободной неподвижной фазой. Освещены принципы противоточных циклических процессов жидкостной хроматографии со свободной неподвижной фазой.

Вторая глава посвящена разработке и исследованию процессов разделения смесей компонентов в противоточно-циклическом режиме с переменной продолжительностью циклов. Для реализации таких процессов и выбора оптимальных условий для конкретных задач разделения жидких смесей необходимо иметь их математическое описание. Для этого в работе

использована модифицированная модель равновесных ступеней, учитывающая влияние продольного перемешивания и массообмена на процесс разделения. Рассмотрено два режима подачи в аппарат разделяемой смеси: 1) кратковременный (импульсный) ввод смеси и 2) длительный ввод смеси, когда подлежащая разделению смесь компонентов вводится с одной из фаз в течении определенного времени, не превышающего продолжительность стадии движения этой фазы в начальном цикле процесса.

В третьей главе работы проведен анализ математической модели экстракционно-хроматографического разделения смеси компонентов в противоточно-циклическом режиме при периодической подаче смеси в течении определенного времени (ts) с потоком одной из фаз в каждом цикле процесса.

Данный процесс можно реализовать в двух вариантах:

1) Продолжительность полупериодов движения фаз сохраняется

Т Т J Т ■ Т J t. t

постоянной во всех циклах процесса: Jx = x = const; ]J = y = const; ]x = x=

const; tjy=ty = const. При таких условиях проведения процесса через некоторое количество циклов достигается квазистационарное состояние: распределение концентраций, устанавливающееся в аппарате (каскаде ступеней) в конце каждого полупериода, а также профили выходных концентраций в фазах становятся постоянными. Этот режим процесса, отличается высокой производительностью. В таком режиме можно разделять и многокомпонентные смеси.

2) Продолжительность полупериодов движения фаз меняется (регулируется) от цикла к циклу. Процесс является нестационарным, и в таком режиме можно не только разделять смеси, но и проводить концентрирование целевых компонентов.

В работе рассматривается первый стационарный вариант процесса. Процесс начинается с подачи раствора смеси в фазе растворителя «х».

Используя зависимости, приведенные в работе, проведено численное исследование процесса.

В главе 4 приведены результаты теоретического анализа и экспериментального исследования процесса разделения смесей компонентов в противоточно-циклическом режиме с подачей питания в среднюю зону многоступенчатой установки. Дано математическое описание процесса для двух режимов подачи в аппарат разделяемой смеси: 1) импульсный ввод смеси; 2) длительный ввод смеси, когда смесь компонентов вводится с одной из фаз в течении определенного времени, не превышающего продолжительность стадии движения этой фазы в начальном цикле процесса.

1. Литературный обзор

1.1. Разделение веществ методами противоточной жидкостной экстракции

Процессы разделения широко распространены в химической и связанной с ней отраслях промышленности. Они различаются агрегатным состоянием, характером массообмена, наличием смежных или параллельных процессов. Так, процесс жидкостной экстракции, по целому ряду параметров, подобен процессам ректификации. Главным отличием процесса экстракции от ректификации является то, что разделение компонентов смеси происходит не за счет разницы в температурах кипения, а за счет их различного распределения между двумя жидкими фазами. Это позволяет разделять термолабильные вещества, такие как фармацевтические препараты. Кроме того, при проведении экстракции можно подобрать высокоселективный растворитель, который позволит достичь лучшего разделения по сравнению с другими массообменными процессами. Экстракция выгоднее ректификации при разделении высококипящих и близкокипящих смесей, и при должном подборе растворителей разделяет даже азеотропы. Весьма перспективно применение экстракции при разделении фармацевтических и пищевых продуктов, редкоземельных элементов, ряда редких и цветных металлов.

Широкое применение экстракция впервые получила в нефтехимии для выделения ароматических веществ, а в середине 20 - го века экстракция развивалась бурными темпами благодаря использованию в ядерной технологии.

Все процессы экстракции обязательно включают две операции: перемешивание и разделение фаз. На стадии смешения исходного раствора с экстрагентом происходит образование гетерогенной двухфазной смеси: одна из фаз распределена в другой в форме капель. На стадии разделения смеси, путем отстаивания, производят сепарацию и отвод фаз рафината и

экстракта. Затем следует стадия выделения целевых компонентов из экстракта, а также процесс выделения экстрагента из рафината. Чаще всего для выделения целевых компонентов применяют ректификацию или отгонку с водяным паром; также соответствующие компоненты выделяют путем реэкстракции.

Для выделения, очистки и разделения веществ применяют различные схемы жидкостной экстракции. В промышленности наибольшее распространение получила многоступенчатая противоточная экстракция. При такой схеме проведения процесса значительно сокращается расход экстрагента и повышается селективность и степень извлечения целевого продукта.

Подбор экстрагента является одним из определяющих факторов успеха процесса экстракции. Оптимальным является экстрагент, обеспечивающий минимум капитальных затрат как на стадии экстракции, так и на стадии регенерации экстрагента. Основными требованиями к нему являются:

- Минимальная взаимная растворимость (в идеале - полная нерастворимость) с водной фазой (исходным раствором). Часто в лабораторной практике предварительно производят смешивание фаз до достижения полного взаимного насыщения.

- Высокая селективность.

- Высокий коэффициент распределения и большая емкость.

Эти показатели влияют на работу как стадии смешивания, так и стадии разделения. [1]

Основным термодинамическим параметром в процессах жидкостной

У

экстракции является коэффициент распределения Кп = - , где х и у -

равновесные концентрации извлекаемого компонента в фазе соответственно, рафината и экстракта.

1.1.1. Многоступенчатые процессы противоточной жидкостной экстракции

Существуют различные методы экстракции, такие как однократная, порционная и противоточная. Последний из методов является самым распространённым и широко применяется в промышленности, в частности, в нефтехимии, производствах основного органического синтеза и гидрометаллургии. Процесс реализуется в колонных аппаратах или в каскадах смесителей отстойников. Схема многоступенчатой противоточной экстракции показана на рис. 1.1. Смесительно-отстойные экстракторы применяются для процессов, требующих большое количество теоретических ступеней. Характерной особенностью смесительно -отстойных аппаратов является тонкое дробление дисперсной фазы, благодаря которому и достигается распределение концентраций переходящего компонента в ступенях близкое к равновесному.

Рис. 1.1. Схема многоступенчатой противоточной экстракции В каскаде смесительно-отстойных экстракторов создаются условия достаточно близкие к идеальным (когда каждый аппарат можно рассматривать как равновесную ступень), и выходные концентрации в рафинате и экстракте определяются зависимостями [1]:

х=±=/" - г1

1 - г

у = Х- = ^ (1 - х)

х/ ГУ

(1.1) (1.2)

X

где:

f = - фактор экстракции;

KDFy

Fx и Fy - расход потоков фаз рафината и экстракта, соответственно;

N = число ступеней в каскаде аппаратов;

xf - концентрация в потоке питания (в исходном растворе);

X = , и Y = ~У - безразмерные концентрации в фазах;

xf xf

Отметим, что формула (1.1) справедлива для условий, когда изотерма экстракции описывается прямолинейной зависимостью

x

KD = — = const

D У

1.1.2. Циклические процессы противоточной жидкостной экстракции

В 60-70-е годы прошлого века был предложен циклический режим проведения процессов противоточного массообмена [2-13]. Сущность данного метода можно описать как поочередную подачу контактирующих фаз (в таких процессах как, например экстракция, ректификация, абсорбция и прочих) через контролируемые промежутки времени. Это приводило к упорядочиванию движения их по колонне, снижая продольное перемешивание, а также повышало движущую силу массообмена за счет увеличения разности концентраций. Увеличение производительности происходило за счет того, что единовременно подавалась только одна фаза, и ее сопротивление меньше чем при движение в противотоке [2].

Первое успешное применение циклического метода было использовано для работы ситчатой экстракционной колонны, с помощью клапанов установленных на входе и на выходе с регулируемым временным интервалом. Было показано, что применение циклического метода

приводит к значительному увеличению эффективности разделения и увеличению производительности при тех же параметрах аппарата.

В работе [3] было теоретически предсказано, что применение циклического режима приводит к 2-х кратному увеличению эффективности по сравнению с обычным режимом проведения процесса противоточной экстракции:

(1.3)

г / Л - / X — —

2( N +1)

г

( N +1)

/ 1 - /

Однако стоит отметить, что в данной работе не было учтено осевое перемешивание и вывод о том, что при переходе к циклическому режиму эффективность колонны, оцениваемая числом теоретических ступеней, должна удвоиться, применим только для аппарата Крейга [14, 15], в котором отдельные порции фаз после контактирования полностью переходят в следующую ступень, не смешиваясь с предыдущей порцией.

Анализ процесса циклической противоточной экстракции с учетом осевого перемешивания в каскаде равновесных ступеней проведен в работе [16]. На рис. 1.2 представлена схема модели такого циклического процесса, каждый цикл которого состоит из двух полупериодов: полупериод движения фазы рафината и полупериод движения фазы экстракта.

Хн, Fx ^ 0 -^ 1 -> 2 к к+

У

Хп, Fx

У о, Fy

<-

<-

2 к-1 у- к к+

Ч ч

Fy

б

Рис. 1.2. Схема модели циклического процесса противоточной экстракции в каскаде равновесных ступеней

п

а

0

1

п

Математическая модель процесса представлена следующей системой уравнений [16]:

Стадия движения потока фазы рафината (рис. 2а):

уг1х0) Уу1у0 (ух + шу ) dxn „

+ = Ц=-^^ = р _р (1 з)

N dт N dт N dт хГ х ^ }

Ух1хк Уу1ук (ух + шуу) dxk

N¡17 + N17=Рл_1 _, к=12■," (14)

Стадия движения потока фазы экстракта (рис. 2б):

+ = (Ух / ш + Уу ) 1уп= (1 5)

N17 N17 N 1т уУп, ( )

Ух1хк Уу1ук (ух / Ш + Уу ) 1ук

N17+^17 = N 177=^-+1 _ руу, к=п1 "-2- '2'1'0 (16)

где: х - концентрация в фазе рафината, Xf - начальная концентрация в фазе рафината (в потоке питания), у - концентрация в фазе экстракта; ш -коэффициент распределения, ш=у/х; - - номер ступени (нумерация начинается со стороны входа в систему фазы рафината); N=1+n - общее число ступеней в каскаде; ух и уу - объем, занимаемый соответствующей фазой в системе; Г и Гу - объемные расходы фаз; т - время.

В работе [16] использовались безразмерные переменные:

гх =

7 Г

- безразмерное время в полупериоде движения фазы

Ух

рафината;

т Г

г

у у - безразмерное время в полупериоде движения фазы

у

экстракта;

х = , ¥ = у - безразмерные концентрации в фазах.

х/ х/

После решения уравнений были получены следующие зависимости:

Xu(t„k) — 1 -Г* ¿^ (1.7)

г—0

п

Xí(tx) — X!//,, п) — 1 - ^ (1.8)

г—0 г!

п ^-к

^1,2 (/у, к)— * I |гк)7 , О, ЗДг, г) — X1,1^, г> (1.9)

п (Ы )г

ЗД) — ^ ,0) — , г) (1.10)

г—0

к V к \к-г

У -1,2 (

X, ,1(/1х, к) — 1 - е I ^ + ^ II ^^ X]_xл(t2y, г),

г—0 г! г—0 (к - г)!

X ]-1,2 (/2 у, г) — 7]-1,2(/2 у, г)/т (1.11)

X] &) — X] ^, п) — 1 - ^ I ^+^ Ъ&т^ X]-1,2(t2y, г), (1.12)

г—0 г! г—0 (П - г)!

п Ш )гк

7],2(/2у,к) — ЕУ^ЗД,,г), 7],1(/1г,г) — X ^,г)т, (1.13)

г—к (г - к)!

п (Ы )г

вд=7]Л(/у,0)—Ъ^м (1.14)

г—0

N N V

а —- Ь —-— аБт Б — —

1 + Бт' 1 + 1/(Бт) V, '

В уравнениях (1.7) - (1.14) индексы при концентрациях означают номера циклов (первый номер) и стадий (второй номер: 1 - стадия движения фазы рафината, 2 - стадия движения фазы экстракта). Кроме того, введены обозначения:

11х — , длительность первого полупериода каждого цикла в

^ х

безразмерных единицах времени;

Г ^

и — 2 у у

2у — , длительность второго полупериода каждого цикла;

т1х и т2у, длительность полупериодов в реальных единицах времени.

Уравнения (7), (9), (11) и (13) описывают распределение концентраций в системе ступеней, устанавливающееся в конце первого и второго полупериодов каждого цикла.

Уравнения (8), (10), (12) и (14) описывают профили концентраций в выходящих из аппарата в каждом цикле потоках фаз рафината и экстракта.

Из анализа уравнений (1.7) - (1.14) следует, что через определенное количество циклов достигается стационарное состояние процесса, когда профили выходных концентраций в фазах и распределение компонентов, устанавливающееся в каскаде в конце каждого полупериода, становятся постоянными.

Средние концентрации в выходящих фракциях рафината X} и экстракта У- определяются уравнениями: 1

X- =

акх

- о8г.

2 У

X X- -и(*2 У, 0 "X X- А, о

г=0 г=0

п п

XX-Д^х,0 "XX-,2(^2У,0

1=0 1=0

+1, (1.15)

(1.16)

В работе [17] основываясь на результатах расчета выходных концентраций по формулам (1.15), (1.16) для циклического режима и по формуле (1.1) для обычного противотока фаз установлено, что эффективность процесса экстракции в обоих случаях одинакова. Этот вывод справедлив при допущении для обоих режимов одинаковых параметров массообмена и продольного перемешивания, влияние которых учитывается в числе равновесных ступеней теоретической модели. Переход к циклическому режиму позволяет проводить процессы экстракции при более интенсивных режимах массообмена и при более низкой степени продольного перемешивания, что существенно повышает их эффективность.

В работе [17] был проведен анализ трехстадийного процесса противоточной циклической экстракции. Каждый цикл процесса, как и в предыдущем случае, проводится в 2 полупериода, однако первый полупериод каждого цикла состоит из двух стадий: вначале в течение определенного времени подается исходный раствор (первый растворитель, содержащий исходную смесь компонентов), потом в течение оставшегося времени подается «чистый» первый растворитель (водная фаза).

Такой процесс, представляет собой процесс жидкость-жидкостной хроматографии, в котором подвижная и неподвижная фаза периодически меняются местами и направлением движения.

Схема модели трехстадийного циклического процесса противоточной экстракции в каскаде равновесных ступеней показана на рис. 1.3.

(а)

Xf, Fx_

0 N 1 N 2

х—> У

к-1 к N к+

у

п

Хд, Fx

Fx

(б)

0 \ 1 \ 2

к-1 N к \ к+

У

п

Хд, Fx

У о, £у_

(в)

к-1 ✓ к у- к+

ч Ч

Рис. 1.3. Схема модели трехстадийного циклического процесса противоточной экстракции в каскаде равновесных ступеней Математическая модель процесса в работе [17] представлена следующей системой уравнений:

2

0

1

п

Стадия подачи питания (водная фаза с разделяемой смесью компонентов):

0 <г<Гг

^^ + ^^ — (vх+mvy)^ — Рх -Рх

N йг N йг N йг х/ х 0, (1.17)

+ — — х к-1 х к

N йг N йг N йг , к = 1,2, . , п; (1.18)

Стадия подачи водной фазы:

г>г/

(vх+mvy) йх, _

-Рхх0

N йг , (1.19)

— ^ххк-1 ^ххк

^х+^у ) ^

•¡.т 7 х к-1 х к

N йг , к = 1, 2, . , п. (1.20)

Полупериод движения потока фазы второго растворителя:

N йг N йг N йг у

N йг N йг N йг уУк+1 уУк

(1.21)

, к=п-1, п-2,.,2, 1,0. (1.22) Решение уравнений математической модели получено в виде [17]: Профили концентраций в системе ступеней: Первый цикл Первый полупериод: 0 < К < //

Хиа„, к) = 1 - е-"- 2 к)

к \к

к!

Цикл)>1(]=2, 3, 4,...):

К > ^

ХЛ, к) = е-{) 2 ["((к /^' , 0. (1.26)

Второй полупериод: Любой цикл' (]=1, 2, 3,.):

, к) = те-' 2 тк-Т-Х'^, 0 (1.27)

Профиль концентраций в рафинате (к=п): 0 < 1Х < I{

Первый цикл:

п "х)п

Хц(х, п) = 1 - е~"х 2

tx > ^

, п) = е~"((х) £ {)Г Хи({, Г) о (п О'

(1.23)

Х' Л, к) = 1 - е~" +е~" 2 Х'-1,2(^у, О (1.24)

Х'-1,2 ( ^2 у, к) = 7'-1,2^2У, к)/т (1.25)

(1.28)

п! •

?

Цикл)>1(]=2, 3, 4,...):

Х' , п) =1 - е-х "г ^ 2(^-7)7 Х' -1,2 (^2 у,О (1.29)

(1.30)

Профиль концентраций в экстракте (k=0) для любого цикла_ j (j=1, 2, 3,...): 7,2«, ,0) — me^Т^Л.,, 0 (1.31)

г—0 •

В уравнениях (1.26) и (1.30): _ TfF,

tf —-- продолжительность подачи питания в безразмерных

единицах времени; Tf - продолжительность подачи питания в реальных единицах времени.

Уравнения (1.23)-(1.31) будут далее использованы для анализа процессов многоступенчатой противоточно -циклической экстракции с периодической подачей питания.

1.2. Разделение веществ методами жидкостной хроматографии со свободной неподвижной фазой

Одним из перспективных современных методов разделения веществ является жидкостная хроматография со свободной неподвижной фазой. В таких процессах отсутствует твердый носитель неподвижной фазы, а удерживается она в аппарате за счет центробежных сил или с помощью сил вязкости и поверхностного натяжения. В жидкостной хроматографии со свободной неподвижной фазой разделение компонентов происходит за счет многократного их перераспределения между двумя жидкими фазами. Поэтому данный метод хроматографии можно рассматривать как новый динамичный вариант жидкость-жидкостной экстракции.

В зарубежной научной литературе эти процессы называют противоточной (countercurrent chromatography - CCC) или центробежной хроматографией [19-30]. В российских изданиях их называют жидкостной хроматографией со свободной неподвижной фазой (ЖХСНФ) [31-37]. Методы ЖХСНФ применяются как в аналитике, так и для технического разделения жидких смесей.

Выбор жидкостной системы во многом определяет успешность процессов ЖХСНФ. При этом важной характеристикой жидкостей является полярность. Когда неподвижная фаза является более полярной, процесс ЖХСНФ называется нормально-фазным, при использовании в качестве неподвижной фазы менее полярной жидкости процесс называют обращено-фазным. Много работ посвящено выбору многокомпонентных водно-органических жидкостных систем [133-142].

В последние десятилетия над разработкой процессов ЖХСНФ активно работают в Англии, Германии, Франции, США, Китае, Японии и других странах. За это время создано большое количество разнообразных устройств и методов проведения процессов жидкостной хроматографии со свободной неподвижной фазой [19-26,145-151]. К достоинствам этих методов можно отнести широкий выбор экстракционных систем и легкую замену их в аппарате, исключение возможности загрязнения за счет отсутствия твёрдого носителя и большая производительность по сравнению с обычной жидкостной хроматографией.

Главный недостаток - сложность аппаратурного оформления и связанная с ним дороговизна оборудования. Контактирование двух жидких фаз происходит в спиральной трубке, намотанной на одном или нескольких барабанах планетарной центрифуги, или в цепочке камер, смонтированных или вырезанных на поверхности цилиндра или дисков, закрепленных на валу центрифуги. На рис. 1.4 приведена фотография цилиндра центробежного хроматографа с камерами.

Рис. 1.4. Фотография цилиндра центробежного хроматографа с

камерами

Началом развития метода ЖХСНФ можно считать аппарат Крейга [14-15], состоящий из последовательно соединенных сосудов подобно ряду соединенных делительных воронок. Каждая порция подвижной фазы полностью перемещалась из камеры в камеру, не смешиваясь с предыдущей порцией, т.е. реализовался дискретный поршневой режим движения потока жидкости. Устройство Крейга применялось для очистки инсулина, но ввиду его сложности и малой производительности не получило широкого применения.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ерастов, Андрей Александрович, 2017 год

Список литературы

1. Айнштейн В. Г., Захаров М.К., Носов Г.А., Захаренко В.В., Зиновкина Т.В., Таран А.Л., Костанян А.Е. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии под редакцией Айнштейна. Учебник в 2 кн. М.: Университетская книга; Логос; Физмат книга. 2006. 912 с.

2. Konobeev B.I., Fandeev M.A., Arutyunyan G.R., Nazarov P.S. Mass Transfer Processes with Regulated Cycles. // Theor. Found. Chem. Eng. 1976. V. 10. № 2. P. 173 [Конобеев Б.И., Фандеев М.А., Арутюнян Г.Р., Назаров П.С. Массообменные процессы с регулируемыми циклами // Теорет. основы хим. технологии. 1976. Т. 10. № 2. С. 190.

3. Комиссаров Ю.А., Гордеев Л.С., Вент Д.П. Научные основы процессов ректификации. М. Химия, 2004.

4. Cannon M.R. Controlled cycling improves various processes // Ind. Eng. Chem. 1961. V. 53. P. 629.

5. Gaska R.A., M.R. Cannon. Controlled cycling distillation in sieve and screen plate towers // Ind. Eng. Chem. 1961. V. 53. P. 630.

6. McWhirter L.R., Cannon M.R. Controlled cycling distillation in a packed-plate column // Ind. Eng. Chem. 1961. V. 53. P. 632.

7. Robinson R.G., Engel A., An J. Analysis of controlled cycling mass transfer operation // Ind. Eng. Chem. 1967. V. 59. P. 22.

8. Belter P.A., Speaker S.M. Controlled-cycle operations applied to extraction processes // Ind. Eng. Chem. Process Des. Develop. 1967. V. 6. P. 36.

9. Gerster J.A., Scull H.M. Performance of tray columns operated in the cycling mode // AIChE J. 1970. V. 16. P. 108.

10. Darsi C. R., Feick J.E. Controlled cycling extraction // Canad. J. Chem. Eng. 1971. V. 19. P. 95.

11. Konobeev B.I., Arutyunyan G.R., Nazarov P.S. Study of Cyclic Distillation in Plate Column. //Theor. Found. Chem. Eng. 1977.V. 11. № 4. P. 405. [Конобеев Б.И.,Арутюнян Г.Р., Назаров П.С. Исследование циклической

ректификации в тарельчатой колонне. // Теорет. основы хим. технологии. 1977. Т. 11. № 4. С. 491.]

12. Koltunova L.N..Effect of Cyclic Supply of Phases onthe Efficiency of Mass Transfer Apparatuses,Theor. Found. Chem. Eng. 1980. V. 14. № 5. P. 401. [Колтунова Л.Н. Влияние циклической подачи фаз на эффективность массообменных аппаратов // Теорет. основы хим. технологии. 1980.Т. 14. № 5. С. 643.]

13. Baird J.L. Liquid-liquid extraction apparatus. Pat. US. 4305907. 1981.

14. Craig L.C. Identification of Small Amounts of Organic Compounds by Distribution Studies. II. Separation by Counter-current Distribution. // J. Biol. Chem. 1944. 155 P. 519.

15. Craig L.C. Identification of Small Amounts of Organic Compounds by Distribution Studies. Applilication to Atabrine // J. Biol. Chem. 1943. 150 P. 33

16. Костанян А.Е. Анализ циклического процесса многоступенчатого противоточного массообмена // Теорет. основы хим. технологии. 2014. Т. 48. № 2. С. 68-74.

17. Костанян А. Е., Кодин Н.В., Кондаков Д.Ф. Полупериодический процесс многоступенчатой противоточно-циклической экстракции // Химическая технология. 2014. Т. 15. № 10. С. 624-630.

18. Костанян А. Е. Анализ трехстадийного циклического процесса противоточной экстракции // Теорет. основы хим. технологии. 2015. Т. 49. № 2. С. 189-196.

19. Ito Y. Origin and evolution of the coil planet centrifuge // Separ. Purif.Rev. 2005. V. 34. P. 131 - 154.

20. Conway W.D. Countercurrent chromatography: apparatus, theory and applications, VCH Publishers Inc, NY, 1990.

21. Conway W.D. Review. Countercurrent chromatography // J. Chromatogr. -1991. V.538. N.1.P.27-35.

22. W.D. Conway, Counter-current chromatography: Simple process and confusing terminology // J. Chromatogr. A 2011. V. 1218 P. 6015-6023.

23. Menet J. M., Thiebaut D. (Eds.), Countercurrent Chromatography, Chromatographic Science Series 82, Marcel Dekker, Inc., New York, Basel, 1999.

24. J. B. Friesen, S. Ahmed, G. F. Pauli, Qualitative and quantitative evaluation of solvent systems for countercurrent separation // J. Chromatogr. A 2015. V. 1377 P. 55-63.

25. Berthod A. Commercially available countercurrent chromatographs in Countercurrent chromatography. The support-free liquid stationary phase (Ed. A. Berthod) // Comprehensive Analytical Chemistry. V.XXXVIII. Elsevier. -2002. P. 379-387.

26. Berthod A. Practical approach to high-speed countercurrent chromatography // J. Chromatogr. - 1991. V.550. N.2.P.677-693.

27. Berthod A., Billardello B. Test to evaluate countercurrent chromatographs. Liquid stationary phase retention and chromatographic resolution // J. Chromatogr. A. - 2000.V.902. P.323.

28. Degenhardta A., Schwarza M., Winterhaltera P., Ito Y. Evaluation of different tubing geometries for high-speed countercurrent chromatography // Journal of Chromatography A, 2001. V. 922 P. 355-358.

29. Foucault A.P., Chevolot L. Countercurrent chromatography: instrumentation, solvent selection and some recent applications to natural product purification // J. Chromatogr.A - 1998. V.808. P.3.

30. I.A. Sutherland. Recent progress on the industrial scale-up of counter-current chromatography // Journal of Chromatography A, 2007. V. 1151, 1-2. P. 6-13.

31. Марютина Т. А., Федотов П. С., Спиваков Б. Я. Использование метода жидкостной хроматографии со свободной неподвижной фазой для концентрирования и разделения неорганических веществ. Двухфазные жидкостные системы // Журн. аналит. химии. 1997. Т. 52. № 12. С. 1263.

32. Федотов П. С., Марютина Т. А., Пичугин А. А., Спиваков Б. Я. Влияние кинетических свойств экстракционных систем на разделение некоторых

элементов методом жидкостной хроматографии со свободной неподвижной фазой // Журн. неорг. химии. 1993. Т. 38. № 11. С.1878.

33. Марютина Т.А. Жидкостная хроматография со свободной неподвижной фазой как метод разделения и концентрирования неорганических веществ. Докт. дисс. М.: ГЕОХИ. 2003.

34. Марютина Т.А., Спиваков Б.Я., Шпигун Л.К., Павленко И.В., Золотов Ю.А. Концентрирование и разделение орто- и пирофосфат-ионов методом жидкостной хроматографии со свободной неподвижной фазой // Журн. аналит. химии. 1990. Т.45. №4. С.665-670.

35. Федотов П.С., Марютина Т.А., Гребнева О.Н., Кузьмин Н.М., Спиваков Б.Я. Использование метода жидкостной хроматографии со свободной неподвижной фазой для концентрирования и разделения неорганических веществ. Групповое выделение Zr, Hf, Nb, Ta для их последующего атомно-эмиссионного (с индуктивно связанной плазмой) определения // Журн. аналит. химии. 1997. Т.52. №11. С.1141-1146.

36. Чмутова М.К., Марютина Т.А., Спиваков Б.Я., Мясоедов Б.Ф. Разделение америция (III) и европия (III) в системах с нейтральными бидентатными фосфорорганическими экстрагентами методом жидкостной хроматографии со свободной неподвижной фазой // Радиохимия. 1992. №6. С.56-63.

37. Марютина Т.А., Игнатова С.Н. Использование метода жидкостной хроматографии со свободной неподвижной фазой для концентрирования и разделения неорганических веществ. Влияние некоторых физико -химических свойств двухфазных жидкостных систем различного состава на удерживание неподвижной фазы в колонке.// Журн. аналит. химии. 1998. Т.53. №8.С.845-850.

38. J. Meng, Z. Yang, J. Liang, H. Zhou, S. Wu. Multi-channel recycling counter-current chromatography for natural product isolation: Tanshinones as examples // J. Chromatogr. A 2014. V. 1327 P. 27-38.

39. Y. Ito. Foam Countercurrent Chromatography Based on Dual Counter-Current System// J. Liq. Chromatogr. 1985. V. 8 P. 2131-2152.

40. H. Oka, K. Harada, M. Suzuki, H. Nakazawa, Y. Ito. Foam counter-current chromatography of bacitracin. Batch separation with nitrogen and water free of additives// J. Chromatogr. 1989. V. 482 P. 197-205.

41. Y. Lee, C. Cook, Y. Ito. Dual Countercurrent Chromatography // J. Liq. Chromatogr. 1988 V. 11 P. 37-53.

42. N. Rubio, S. Ignatova, C. Minguillon, I.A. Sutherland. Multiple dual-mode countercurrent chromatography applied to chiral separations using a (S)-naproxen derivative as chiral selector //J. Chromatogr. A 2009. V. 1216 P. 85058511.

43.Y. Ito, T. Goto, S. Yamada, H. Matsumoto, H. Oka, N. Takahashi, H. Nakazawa, H. Nagase, Y. Ito. Application of dual counter-current chromatography for rapid sample preparation of N-methylcarbamate pesticides in vegetable oil and citrus fruit // J. Chromatogr. A 2006. V. 1108 P. 20-25.

44. R. Hu, X. Dai, X. Xu, C. Sun, Y. Pan. Two-dimensional counter-current chromatography: 1st Traditional counter-current chromatography, 2nd acid-base elution counter-current chromatography // J. Chromatogr. A 2011. V. 1218 P. 6085-6091.

45. J. Liang, Z. Yang, X. Cao, B. Wu, S. Wu. Preparative isolation of novel antioxidant flavonoids of alfalfa by stop-and-go counter-current chromatography and following on-line liquid chromatography desalination // J. Chromatogr. A 2011. V. 1218 P. 6191-6199.

46. A. Kotland, S. Chollet, J-M.Autret, C. Diard, L. Marchal, J-H. Renault. Modeling pH-zone refining countercurrent chromatography: Adynamicapproach. // J. Chromatogr. A 2015. V. 1391 P. 80-87

47. W. Murayama, T. Kobayashi, Y. Kosuge, H. Yano, Y. Nunogaki, K. Nunogaki. Anew centrifugal counter-current chromatograph and its application // J. Chromatogr. 1982 V. 239 P. 643-649.

48. L. Marchal, J. Legrand, A. Foucault. Centrifugal partition chromatography: a survey of its history, and our recent advances in the field // Chem. Rec. 2003. V. 3 P.133-143.

49. Y. Ito. Golden rules and pitfalls in selecting optimum conditions for high-speedcounter-current chromatography // J. Chromatogr. A 2005. V. 1065 P. 145-168.

50. Y. Ito, Y. Ma. pH-Zone-refining counter-current chromatography: a displace-ment mode applied to separation of dinitrophenyl amino acids // J. Chromatogr.A 1994. V. 672 P. 101-108.

51. L. Boudesocque, P. Lameiras, N. Amarouche, M. Giraud, F. Quattrini, J.M. Garrity, J.M. Nuzillard, J.H. Renault. Ion-exchange centrifugal partition chromatogra-phy: a methodological approach for peptide separation // J. Chromatogr. A 2012. V. 1236 P. 115-122.

52. L. Marchal, M. Mojaat-Guemir, A. Foucault, J. Pruvost. Centrifugal partitionextraction of carotene from Dunaliellasalina for efficient and biocompatible recovery of metabolites // Bioresour. Technol. 2013. V. 134 P. 396-400.

53. Ito Y., Bowman R.L. Countercurrent chromatography: Liquid-liquid partition chromatography without solid support// Science. - 1970. V.167. P.281-283.

54. A. Berthod, M. Hassoun. Using the liquid nature of the stationary phase in countercurrent chromatography IV. The cocurrent CCC method // Journal of Chromatography A 2006. V. 1116 P.143-148

55. Ito Y., Bowman R.L. Countercurrent chromatography: Liquid-liquid partition chromatography without solid support// J. Chromatogr. Sci. - 1970.V.8. P.315-323.

56. Костанян А. Е. Некоторые закономерности масштабирования интенсифицированных колонных экстракторов // Теор. основы хим. технол. 1980. Т.14. №3. С. 342.

57. A. E. Kostanyan, A. A. Voshkin. Support-free pulsed liquid-liquid // J. Chromatogr. A 2009. V. 1216, I. 45, , P. 7761-7766.

58. A. E. Kostanyan, A. A. Erastov, O. N. Shishilov. Multiple dual mode counter-current chromatography with variable duration of alternating phase elution steps // J. Chromatogr. A 2014. V. 1347, P. 87-95.

59. A. E. Kostanyan, V. V. Belova, A. I. Kholkin. Modelling counter-current and dual counter-current chromatography using longitudinal mixing cell and eluting counter-current distribution models // J. Chromatogr. A, 2007. V. 1151. P. 142-147.

60. A. E. Kostanyan. Controlled-cycle counter-current chromatography // J. Chromatogr. A, 2008. V. 1211. P. 55-59.

61. A. E. Kostanyan. On influence of sample loading conditions on peak shape and separation efficiency in preparative isocratic counter-current chromatography // J. Chromatogr. A, 2012 V. 1254. P. 71-77.

62. A. E. Kostanyan. Modelling of elution-extrusion counter-current chromatography using perfect replacement approach // J. Chromatogr. A, 2011. V. 1218. P. 6412-6418.

63. A. E. Kostanyan, S. N. Ignatova, I. A. Sutherland, P. Hewitson, Y. A. Zakhodjaeva, A. A. Erastov. Steady-state and non-steady state operation of counter-current chromatography devices // J. Chromatogr. A, 2013. V. 1314. P. 94-105.

64. P. Hewitson, I. Sutherland, A. E. Kostanyan, A. A. Voshkin, S. Ignatova. Intermittent counter-current extraction - Equilibrium cell model, scaling and an improved bobbin design Original Research Article // J. Chromatogr. A 2013. V. 1303. P. 18-27.

65. A. E. Kostanyan. Multiple dual mode counter-current chromatography with periodic sample injection: Steady-state and non-steady-state operation // J. Chromatogr. A 2014. V. 1373. P. 81-89.

66. A. E. Kostanyan, A. A. Voshkin, N. V. Kodin. Controlled-cycle pulsed liquid-liquid chromatography. A modified version of Craig's counter-current distribution // J. Chromatogr. A. 2011 V. 1218, P. 6135-6143.

67. A. E. Kostanyan. Modeling of closed-loop recycling liquid-liquid chromatography: Analytical solutions and model analysis // J. Chromatogr. A, 2015. V. 1406. P. 156-164

68. A. E. Kostanyan, A. A. Erastov. Steady state preparative multiple dual mode counter-current chromatography: Productivity and selectivity. Theory and experimental verification // J. Chromatogr. A 2015. V. 1406. P. 118-128.

69. Kostanyan, Erastov A.A., Zakhodyaeva Y.A. Analysis of the process of the countercurrent cyclic chromatography // Theoretical Foundations of Chemical Engineering 2014. V. 48. P. 737-743.

70. Erastov A.A., Kodin N.V., Zakhodyaeva Y.A., Kostanyan A.E. Columns for cyclic extraction-chromatographic device // Theoretical Foundations of Chemical Engineering 2014. 48 (5), pp. 733-736.

71. Kostanyan A.E., Voshkin A.A., Kodin N.V. Pulsed cyclic device for liquid countercurrent // Theoretical Foundations of Chemical Engineering 2011. V. 45 P. 779-785.

72. Kostanyan A.E., Voshkin A.A. Analysis of cyclic liquid chromatography // Theoretical Foundations of Chemical Engineering 2009. V. 43 P. 729-733.

73. Kostanyan A.E., Voshkin A.A. Pulsation cyclic liquid-liquid chromatography // Theoretical Foundations of Chemical Engineering 2009. V. 43 P. 729-733.

74. Kostanyan A.E. Analysis of cyclic column chromatography // Theoretical Foundations of Chemical Engineering 2008. V. 42. P. 524-529.

75. Conway W.D. Countercurrent Chromatography. Apparatus, Theory and Application. New-York: VCH.-1990. 477 p.76. A. Berthod. Comprehensive Analytical Chemistry. V.XXXVIII. Elsevier. -2002. P. 159-176.

77. Berthod A. Practical approach to high-speed counter-current chromatography // J. Chromatogr. 1991. V.550. N 2.P.677-693.

79. Sutherland I.A. Relationship between retention, linear velocity and flow for countercurrent chromatography // J. Chromatogr. A. 2000. V.886. No 1&2. P.283.

80. Du Q., Wu C., Qian G., Wu P., Ito Y. Relationship between the flow-rate of the mobile phase and retention of the stationary phase in countercurrent chromatography // J. Chromatogr. A. 1999. V.835. No 1. P.231.

81. Sutherland I.A., Muytjens J., Prins M., Wood P. A new hypothesis on phase distribution in countercurrent chromatography // J. Liq. Chrom. & Rel. Technol. -2000.V.23. No 15.P.2259.

82. I.A. Sutherland, A.J. Booth, L. Brown et al. Industrial scale-up of countercurrent chromatography // J. Liq. Chromatogr. & Rel.Technol. - 2001. V.24. No 11&12. P. 1533.

83. Berthod A., Schmitt N. Water-organic solvent systems in countercurrent chromatography: liquid stationary phase retention and solvent polarity// Talanta. -1993. V.40. No 10.1. P. 1489.

84. Wood P.L., Jaber B., Sutherland I. A. A new hypothesis on the hydrodynamic distribution of the upper and lower phase in CCC //J. Liq. Chromatogr. & Rel. Technol. - 2001.V.24. N.11&12. P. 1629.

85. Wood P. The hydrodynamics of countercurrent chromatography in J-type centrifuges // Thesis submitted for the degree of Doctor of Philosophy, department of biological sciences, Brunei University. UK. - 2002. 305 P.

86. Fedotov P.S., Kronrod V.A., Maryutina T.A., Spivakov B.Y. On the mechanism of stationary phase retention in rotating coil columns // J. Liq. Chromatogr. & Rel. Technol. -1996.V.19. N.20. P.32-37.

87. Maryutina T.A., Spivakov B.Y., Tschopel P. Application of countercurrent chromatography to the purification of chemical reagents. // Fresenius J. Anal. Chem. - 1996, V. 356, P. 430-434.

88. K. Akiba, S. Sawai, S. Nakamura, W. Murayama. Mutual separation of lanthanoid elements by cenrifugal partition chromatography // J. Lig. Chromatogr. 1988. V.ll. N 12. P. 2517-2536.

89. E. Kitazume, T. Higashiyama, N. Sato, M. Kanetomo, T. Tajima, S. Kobayashi, Y. Ito // Anal.Chem. - 1999. V.71. P.5515-5521.

90. Kitazume E., Sato N., Saito Y., Ito Y. Separation of heavy metals by highspeed countercurrent chromatography // Anal. Chem. -1993.V.65. N 17. P. 2225-2228.

91. T. Araki, T. Okazawa, Y. Kubo, F. Ando, H. Asai. Separation of lighter rare earth metal ions by centrifugal countercurrent type chromatography with di-(2-ethylhexyl) phosphoric acid // J. Lig. Chromatogr., -1988. V.ll. N 1. P. 267-281.

92. Костанян А.Е., Вошкин А.А., Холькин А.И., Белова В.В. Пульсационно-циклический способ экстракционного разделения смеси компонентов и устройство для его осуществления // Патент РФ № 2403949 от 20.11.2010.

93. Kostanyan A.E., Voshkin A.A. Analysis of new CCC operating modes // J. Chromatogr. А. 2007. V. 1151 (1-2). P. 126.

94. А.Е. Костанян, А.А. Вошкин, П.А. Пятовский. Способ хроматографического разделения смеси компонентов. Пат. 2342970 РФ // Б. И. 2009. № 1.

95. А.Е. Костанян, А.А. Вошкин. Способ экстракционно-хроматографического разделения смеси компонентов. Пат. 2342971 РФ // Б. И. 2009. № 1.

96. Колтунова Л.Н. Влияние циклической подачи фаз на эффективность массообменных аппаратов // Теорет. основы хим. технологии. 1980. Т. 14. № 5. С. 643.

97. Колтунова Л.Н. Об эффективности массообменных аппаратов, работающих в режиме периодической подачи фаз // Теорет. основы хим. технологии. 1983. Т. 17. № 5. С. 670.

98. P. A. Belter, S. M. Speaker. Controlled-cycle operations applied to extraction processes. // Ind. Eng. Chem. Process Design and Development. 1967. V.6 P.36-42.

99. J. A. Gerster, H. M. Scull. Performance of tray columns operated in cyclic mode. // A. I. Ch. E. J. 1970. V. 16 P. 108-111.

100. Kostanian A.E. Modelling counter-current chromatography: a chemical engineering perspective // J. Chromatogr. A. 2002. 973. P. 39-46.

101. Kostanyan A.E., Berthod A., Ignatova S.N., Maryutina T.A., Spivakov B.Y., Sutherland I.A. CCC separation: a hydrodynamic approach developed for extraction columns // J. Chromatogr. A 2004. V. 1040. P. 63-72.

102. Maryutina T.A., Fedotov P.S., Spivakov B.Y. Application of countercurrent chromatography in inorganic analysis in book Countercurrent chromatography (Ed. J.-M.Menet, D. Thiebaut). ChromatographicScienceSeries.MarcelDekkerInc. 1999. V.82. C. 6. P.171-221.

103. Спиваков Б.Я., Марютина Т.А., Федотов П.С., Игнатова С.Н. Разделение и концентрирование неорганических ионов во вращающихся спиральных колонках // В сборнике "Современные проблемы химии и технологии экстракции". Издание РАН. Москва. 1999. С.224-240.

104. Ignatova S.N., Maryutina T.A., Spivakov B.Y., Karandashev V.K. Group separation of trace rare earth elements by countercurrent chromatography for their determination in high-purity calcium chloride // Fresenius J. Anal. Chem. 2001.T.370.P.1109-1113.

105. Спиваков Б.Я., Марютина Т.А., Федотов П.С., Игнатова С.Н., Катасонова О.Н., Дамен И., Венрих Р. Разделение веществ во вращающихся спиральных колонках: от микроэлементов до микрочастиц // Журн. аналит. химии. 2002. Т.57. №10. С.1096-1103.

106. Vieiraa M. N., Costaa F. N., Leitaob G.G., Garrardc I., Hewitson P., Ignatova S., Winterhaltera P., Jerza G. Schinusterebinthifolius scale-up countercurrent chromatography (Part I): High performance countercurrent chromatography fractionation of triterpene acids with off-line detection using atmospheric pressure chemical ionization mass spectrometry // J. Chromatogr. A, 2015. V. 1389 P. 39-48.

107. H. Shia, M. Liua, R. Wanga, B. Gao, Z. Zhang, Y. Niu, L. Yua. Separating four diastereomeric pairs of dihydroflavonol glycosides from Engelhardiaroxburghiana using high performance counter-current chromatography // J. Chromatogr. A. 2015. V. 1383. 79-87.

108. E Rundquista, C Pinka, E Vilminota, A. Livingston. Facilitating the use of counter-current chromatography in pharmaceutical purification through use of organic solvent nanofiltration // J. Chromatogr. A , 2012. V. 1229 P. 156- 163.

109. S. Tong, Y. Zheng, J. Yan. Application and comparison of high performance liquid chromatography andhigh speed counter-current chromatography in enantioseparation of (±)-2-phenylpropionic acid // J. Chromatogr. A, 2013. V. 1281 P. 79- 86.

110. X. Lianga, Y.Zhangb, W. Chena, P. Caia, S.Zhanga, X. Chena, S. Shib. High-speed counter-current chromatography coupled online to high performance liquid chromatography-diode array detector-mass spectrometry for purification, analysis and identification of target compounds from natural products // J. Chromatogr. A, 2015. V. 1385 P. 69-76.

111. M. Englert, S. Hammann, W. Vetter. Isolation of a-carotene, b-carotene and lute in from carrots by countercurrent chromatography with the solvent system modifier benzotrifluoride. // J. Chromatogr. A, 2015.V. 1388 P. 119125.

112. I. Sutherland, C. Thickitt, N. Douillet, K. Freebairn, D. Johns, C. Mountain, P. Wood, N. Edwards, D. Rooke, G. Harris, D. Keay, B. Mathews, R. Brown, I. Garrard, P. Hewitson, S. Ignatova. Scalable Technology for the Extraction of Pharmaceutics: Outcomes from a 3 year collaborative industry/academia research programme // Journal of Chromatography A, 2013.V. 1282 p. 84- 94.

113. Q. Du, H. Jiang, J. Yina, Y. Xu, W. Du, B. Li, Q. Du. Scaling up of highspeed countercurrent chromatographic apparatus with three columns connected in series for rapid preparation of (-) epicatechin. // J. Chromatogr. A, 2013. V.1271 P. 62- 66.

114. Y. Li, F. Cai, M. Zhang, H. Zhang, Y. Wang, P. Hu. Two-stage fractionation of polar alkaloids from Rhizomacoptidis by countercurrent chromatography considering the strategy of reactive extraction // J. Chromatogr. A, 2015.V. 1378 P. 58-64.

115. Q. Han, J. Song, C. Qiao, L. Wong, H. Xu. Preparative separation of gambogic acid and its C-2 epimerusing recycling high-speed counter-current chromatography // J. Chromatogr. A, 2006. V. 1127 P. 298-301.

116. S. He, S. Li, J. Yang, H. Ye, S. Zhong, H. Song, Y. Zhang, C. Peng, A. Peng, L.Chen. Application of step-wise gradient high-performance counter-current chromatography for rapid preparative separation and purification of diterpene components from Pseudolarixkaempferi Gordon // J. Chromatogr. A, 2012. V.1235 P. 34- 38.

117. S. Wu, J. Liang, A. Berthod. Comparing two models of gradient elution in counter-current chromatography // J. Chromatogr. A, 2013. V. 1274 P. 77- 81.

118. J. Meng, Z. Yang, J. Liang, H. Zhou, S. Wu. Comprehensive multi-channel multi-dimensional counter-current chromatography for separation of tanshinones from Salvia miltiorrhiza Bunge // J. Chromatogr. A, 2014. V. 1323 P. 73- 81.

119. Y. Lu, W. Ma, R. Hu, A. Berthod, Y. Pan. Rapid and preparative separation of traditional Chinese medicine Evodiarutaecarpa employing elution-extrusion and back-extrusion counter-current chromatography: Comparative study // J. Chromatogr. A, 2009. V. 1216 P. 4140-4146.

120. M. He, W. Du, Q. Du, Y. Zhang, B. Li, C. Ke, Y. Ye, Q. Du. Isolation of the retinal isomers from the isomerization of all-trans-retinal by flashcountercurrent chromatography // J. Chromatogr. A, 2013. V. 1271 P. 6770.

121. M. Liua, L. Tao, S. Chau, R. Wu, H. Zhang, Y. Yang, D. Yang, Z. Bian, A. Lu, Q. Han, H. Xu. Folding fan mode counter-current chromatography offers fast blinds careening for drug discovery. Case study: Finding anti-enterovirus 71agents from Anemarrhenaasphodeloides // J. Chromatogr. A, 2014. V. 1368 P. 116-124.

122. Y. Ito. pH-zone-refining counter-current chromatography: Origin, mechanism, procedure and applications // J. Chromatogr. A, 2013.V. 1271 P. 71- 85.

123. I. Sutherland, P. Hewitson, S. Ignatova. Scale-up of counter-current chromatography: Demonstration of predictableisocratic and quasi-continuous operating modes from the test tube topilot/process scale // J. Chromatogr. A,

2009. V. 1216 P. 8787-8792.

124. Y.-K. Qiua, X. Yan, M.-J. Fang, L. Chen, Z. Wu, Y.-F. Zhao. Two-dimensional countercurrent chromatography and highperformance liquid chromatography for preparative isolationof toad venom // J. Chromatogr. A, 2014. V. 1331 P. 80- 89.

125. E. Kitazumea, S. Koikawa, L. Hui, S. Sannohe, Y. Yang, Y. Maki, Y. Ito. Sequential determination of anionic-type detergents by complexation with methylene blue using dual high speed counter-current chromatography // J. Chromatogr. A, 2012. V.1236 P. 148- 151.

126. H. Guzlek, I. Baptista, L. Philip. Wood, Andrew Livingston. A novel approach to modelling counter-current chromatography // J. Chromatogr. A,

2010. V. 1217 P. 6230-6240.

127. J. Xie, J. Deng, F. Tan, J. Su. Separation and purification of echinaco side from Penstemonbarbatus (Can.) Roth by recycling high-speed counter-current chromatography // J. Chromatogr. B, 2010. V. 878 P. 2665-2668.

128. S. Tong, Y.-X. Guan, J. Yanb, B. Zheng, L. Zhao. En antiomeric separation of (R, S)-naproxen by recycling high speed counter-current chromatography with hydroxypropyl-cyclodextrin as chiralselector // J. Chromatogr. A, 2011. V.1218 P. 5434- 5440.

129. S. Shi, Y. Ma, Y. Zhang, L. Liu, Q. Liu, M. Peng, X. Xiong. Systematic separation and purification of 18 antioxidants from Puerarialobate flower using HSCCC target-guided by DPPH-HPLC experiment // Separation and Purification Technology. 2012. V. 89 P. 225-233.

130. C. M. Grill. Closed-loop recycling with periodic intra-profile injection: a newbinary preparative chromatographic technique // J. Chromatogr. A, 1998. V. 796 P. 101-113.

131. J. Meng, Z. Yang, J. Liang, M. Guo, S. Wu. Multi-channel recycling counter-current chromatography for natural product isolation: Tanshinones as examples // J. Chromatogr. A, 2014. V. 1327 P. 27- 38.

132. S. Wu, J. Liang, A. Berthod. Comparing two models of gradient elution in counter-current chromatography // J. Chromatogr. A, 2013. V. 1274 P. 77- 81.

133. J. Lianga, J. Meng, D. Wu, M. Guo, S. Wu. A novel 9 x 9 map-based solvent selection strategy for targeted counter-current chromatography isolation of natural products // J. Chromatogr. A, 2015. V. 1400 P. 27-39.

134. S. Marsden-Jones, N. Colclough, I. Garrard, N. Sumner, S. Ignatova. Using quantitative structure activity relationship models to predict an appropriate solvent system from a common solvent system family for countercurrent chromatography separation // J. Chromatogr. A, 2015. V. 1398 P. 66-72.

135. Y. Liu, A. Tian, X. Wang, J. Qi, F. Wang, Y. Ma, Y. Ito, Y. Wei. Fabrication of chiral amino acid ionic liquid modified agnetic multi functional nanospheres for centrifugal chiral chromatography separation of racemates // J. Chromatogr. A, 2015. V. 1400 P. 40-46.

136. F. Bezold, J. Goll, M. Minceva. Study of the applicability of non-conventional aqueous two-phase systems in counter-current and centrifugal partition chromatography // J. Chromatogr. A, 2015. V. 1388 P. 126-132.

137. D.-B. Ren, L.-Z. Yia, Y.-H. Qin, Y.-H. Yun, B.-C. Deng, H.-M. Lu, X.-Q. Chen, Y.-Z. Liang. Systematic and practical solvent system selection strategy based on the nonrandom two-liquid segment activity coefficient model for reallife counter-current chromatography separation // J. Chromatogr. A, 2015. V.1393 P. 47-56.

138. X. Wu, Z. Chao, C. Wang, L. Yu. Separation of chemical constituents from three plant medicines by counter-current chromatography using a three-phase solvent system at a novel ratio // J. Chromatogr. A, 2015. V. 1384 P. 107-114.

139. D. Liu, X. Zou, M. Gao, M. Gu, H. Xiao. Hydrophilic organic/salt-containing aqueous two-phase solvent system for counter-current chromatography: A novel technique forseparation of polar compounds // J. Chromatogr. A, 2014. V. 1356 P. 157-162.

140. J. Friesen, S. Ahmed, G. Pauli. Qualitative and quantitative evaluation of solvent systems forcountercurrent separation // J. Chromatogr. A, 2015. V. 1377. P. 55-63

141. N. Costa, G. Jerz, F. Figueiredo, P. Winterhalter, G G. Leitao. Solvent system selectiveities in countercurrent chromatography using Salicornia gaudichaudiana metabolites as practical example withoff-line electrospray mass-spectrometry injection profiling // J. Chromatogr. A, 2015. V. 1385 P. 20-27.

142. M. Englert, W. Vetter. Solvent systems with n-hexane and/or cyclohexane in countercurrent chromatography. Physico-chemical parameters and their impact on the separation of alkyl hydroxybenzoates // J. Chromatogr. A, 2014. V. 1342 P. 54-62.

143. L. Chen, I. Sutherland. How to achieve rapid separations in counter-current chromatography // J. Chromatogr. A, 2006. V. 1114 P. 29-33.

144. S. Adelmann, T. Baldhoff, B. Koepcke, G. Schembecker. Selection of operating parameters on the basis of hydrodynamics in centrifugal partition chromatography for the purification of nybomycin derivatives // Journal of Chromatography A, 2013. V. 1274 P. 54- 64.

145. J. Krause, T. Oeldorf, G. Schembecker, J. Merz. Enzymatic hydrolysis in an aqueous organic two-phase system using centrifugal partition chromatography // J. Chromatogr. A, 2015. V. 1391 P. 72-79.

146. K. Shinomiyaa, K. Tokurab, E. Kimuraa, M. Takaia, N. Harikaia, K. Yoshidab, K. Yanagidairab, Y. Ito. Design of a coil satellite centrifuge and its performance on counter-current chromatographic separation of 4-methylumbelliferylsugar derivatives with polar organic-aqueous two-phase solvent systems // J. Chromatogr. A, 2015. V. 1392 P. 48-55.

147. C. Schwienheer, J. Merz, G. Schembecker. Investigation, comparison and design of chambers used in centrifugal partition chromatography on the basis of flow pattern and separation experiments // J. Chromatogr. A, 2015. V. 1390 p. 39-49.

148. A. Berthod, K. Faure. Revisiting resolution in hydrodynamic countercurrent chromatography: Tubing bore effect // J. Chromatogr. A 2015. V. 1390 P. 71-77.

149. Y. Ito, W. Conway (Eds.). High-Speed Countercurrent Chromatography, Wiley-Interscience, New York, 1996.

150. Ito Y., Bowman R. Countercurrent chromatography: Liquid-liquid partition chromatography without solid support// Science. - 1970. V.167. P.281-283.

151. Ito Y., Bowman R. Countercurrent chromatography: Liquid-liquid partition chromatography without solid support// J. Chromatogr. Sci. - 1970.V.8. P.315-323.

152. Кодин Н. В. Колонные мини-экстракторы и устройства жидкостной хроматографии с пульсационным перемешиванием фаз. Канд. дисс. М.:МИТХТ. 2012.

153. Вошкин А. А. Физико-химические основы и аппаратурное оформление экстракции слабых кислот и солей редких металлов бинарными экстрагентами. Докт. дисс. М.: ИОНХ. 2013.

154. Peng Aihua, Ye Haoyu, Shi Jie, He Shichao, Zhong Shijie, Li Shucai, Chen Lijuan. Separation of honokiol and magnolol by intermittent counter-current extraction // J. Chromatogr. A, 2010. V. 1217 P. 5935-5939

155. P. Hewitson, S. Ignatovaa, H. Ye, L. Chen, I. Sutherland. Intermittent counter-current extraction as an alternative approach to purification of Chinese herbal medicine // J. Chromatogr. A, 2009, V. 1216 P. 4187-4192

156. P. Hewitson, I. Sutherland, A. E. Kostanyan, A. A. Voshkin, S. Ignatova Intermittent counter-current extraction—Equilibrium cell model, scaling and an improved bobbin design // J. Chromatogr. A, 2013. V.1303. P. 18- 27

157. S. Ignatova, P. Hewitson, B. Mathews, I. Sutherland. Evaluation of dual flow counter-current chromatography and intermittent counter-current extraction // J. Chromatogr. A, 2011. V. 1218. P. 6102- 6106

158. J. Goll, A. Frey, M. Minceva. Study of the separation limits of continuous solid support free liquid-liquid chromatography: Separation of capsaicin and dihydrocapsaicin by centrifugal partition chromatography // J. Chromatogr. A, 2013. V.1284 P.59- 68.

159. E. Delannay, A. Toribio, L. Boudesocque, J.-M. Nuzillard, M. ZechesHanrot, E. Dardennes, G. Le Dour, J. Sapi, J.-H. Renault. Multiple dual-mode centrifugal partition chromatography, a semi-continuous development mode for routine laboratory-scale purifications // J. Chromatogr. A, 2006. V. 1127 P. 4551.

160. N. Rubio, S. Ignatova, C. Minguillyna, I. A. Sutherland. Multiple dualmode countercurrent chromatography applied to chiral separations using a (S)-naproxen derivative as chiral selector // J. Chromatogr. A, 2009. V. 1216 P. 8505-8511.

161. Multiple dual mode counter-current chromatography with variable duration of alternating phase elution steps / A.E. Kostanyan, A.A. Erastov, O.N. Shishilov // J. of Chromatography A. - 2014. - V. 1347. P. - 87-95.