分离二甲苯同分异构体混合物的模拟移动床色谱法制造技术

本发明专利技术提供了一种分离二甲苯同分异构体混合物的模拟移动床色谱法。金属有机骨架材料(MOFs)比表面积高、孔隙结构发达，具有优异的吸附分离性能。本发明专利技术利用Fe

【技术实现步骤摘要】
分离二甲苯同分异构体混合物的模拟移动床色谱法
本专利技术涉及吸附分离
，特别涉及分离二甲苯混合物的模拟移动床色谱法。
技术介绍
二甲苯包括对二甲苯(PX)、间二甲苯(MX)、邻二甲苯(OX)和乙基苯(EB)四种异构体，均为重要的精细化工中间体，用于制备醇树脂、尼龙、聚氨酯、杀虫剂、除草剂、医药和染料等。为满足不同用途，需要高纯二甲苯单体。混合二甲苯主要来源于原油催化重整。这些异构体的物理化学性质相似，分离难度大。混合二甲苯的分离技术主要包括精密精馏法、结晶法、络合法和吸附分离法。其中，以美国环球油品公司(UOP)的Parex工艺和法国石油研究院(IFP)的Eluxyl为代表的模拟移动床(SMB)吸附分离法具有产品纯度高、收率高、设备简单和能耗较低等优点，在全球范围内得到了广泛应用([1]Broughton，D.B.，Gerhold，C.G.(1961).ContinuousSorptionProcessEmployingFixedBedofSorbentandMovingInletsandOutlets.U.S.PatentNo.2,985,589；[2]Silva，M.S.P.，Rodrigues，A.E.，Mota，J.P.B.(2015).ModelingandSimulationofanIndustrialscaleParexProcess.AIChEJ.61(4)，1345-1363.)。SMB生产工艺应用的吸附剂主要是X和Y沸石分子筛，脱附剂为对二乙苯，操作温度约为180℃。该法是利用分子筛内部1nm的微孔对具有对称结构的PX进行选择性吸附，实现与其它异构体的分离，混合二甲苯物料中PX质量百分数一般不超过25％。随着甲苯催化重整选择性歧化技术的应用，混合二甲苯物料中PX质量百分数可提高至80％以上(记为富含PX原料)。生产中SMB吸附法受分子筛容量限制，只能结合能耗高的结晶法分离富含PX原料中PX([3][韩文华.芳烃PX生产技术展望.天津化工，2018，32(5)：3-5)。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对于现有技术中分离混合二甲苯中异构体混合物存在的问题，提供了一种分离二甲苯同分异构体混合物的模拟移动床色谱法。本专利技术利用Fe3+与对苯二甲酸(H2BDC)形成的MOFs为固定相，在常温下用模拟移动床分离混合二甲苯异构体，特别是从富含PX原料中分离PX。一种分离二甲苯同分异构体混合物的模拟移动床色谱法，模拟移动床(SMB)色谱体系如下：固定相：由金属离子Fe3+与有机配体对苯二甲酸(H2BDC)反应生成的Fe-MOFs；流动相组成：为溶剂1，或者溶剂2，或者溶剂3；所述溶剂1为C5～C10烷烃中的至少一种烷烃；所述溶剂2为二氯甲烷，或者为C2～C5酯中的至少一种酯；所述溶剂3为溶剂1-溶剂2的混合物；进样液：为含有质量含量0.5～100％二甲苯同分异构体混合物的液体，所述二甲苯同分异构体混合物指邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯和乙苯中的2种或2种以上成分；SMB操作温度：0～40℃；SMB工作模式：采用以下任意一种方式：1)1组四带SMB：将4～8根色谱柱首尾相连，沿流动相方向在各个结点用二通电磁阀设置流动相D入口、萃取液E出口、进样液F入口和萃余液R出口的位置，由此依次形成色谱柱数目为a的洗脱带I带，色谱柱数目为b的萃取组分的精馏带II带，色谱柱数目为c的混合物吸附带III带，色谱柱数目为d的萃余组分的精馏带IV带，该模式表示为a-b-c-d；2)1组三带SMB：去掉上述四带SMB的精馏带IV带，由3～8根色谱柱首尾相连，该模式表示为a-b-c；3)1组I带独立的三带SMB：将3～8根色谱柱首尾相连，沿流动相方向在各个结点用二通电磁阀设置流动相P入口、萃取液E出口、流动相D入口、进样液F入口和萃余液R出口的位置，由此依次形成色谱柱数目为a的独立洗脱带I带，色谱柱数目为b的萃取组分的精馏带II带，色谱柱数目为c的混合物吸附带III带，该模式表示为I带独立的a-b-c；4)任意2～3组上述SMB串联。进一步的，上述分离二甲苯同分异构体混合物的模拟移动床色谱法，流动相为：石油醚、或者正己烷、或者二氯甲烷、或者石油醚-二氯甲烷混合溶剂、或者石油醚-乙酸乙酯混合溶剂。进一步的，上述分离二甲苯同分异构体混合物的模拟移动床色谱法，流动相组成为溶剂3，其中，溶剂1为石油醚，溶剂2为乙酸乙酯；溶剂1与溶剂2体积比V石油醚/V乙酸乙酯≥8/2。进一步的，上述分离二甲苯同分异构体混合物的模拟移动床色谱法，流动相组成为溶剂3，其中，溶剂1为石油醚，溶剂2为二氯甲烷；溶剂1与溶剂2体积比V石油醚/V二氯甲烷≥≥4/6。进一步的，上述分离二甲苯同分异构体混合物的模拟移动床色谱法，所述的SMB工作模式为1组I带独立的I-II-III三带SMB。进一步的，上述分离二甲苯同分异构体混合物的模拟移动床色谱法，流动相流速：在精制带和吸附带中，流动相D流速QD为每小时3～20倍柱体积，进样液F流速QF为0.01QD～0.5QD，萃余液R流速QR＝QD+QF；在洗脱带中，流动相P流速QP为0.5QD～3QD，萃取液E流速QE＝QP；切换时间Ts：3～30min。进一步的，上述分离二甲苯同分异构体混合物的模拟移动床色谱法，在洗脱带I中，流动相P流速QP为1.2QD～3QD。进一步的，上述分离二甲苯同分异构体混合物的模拟移动床色谱法，SMB色谱体系中色谱单柱：长度≥3cm，直径≥1cm。进一步的，上述分离二甲苯同分异构体混合物的模拟移动床色谱法，采用1组SMB分离对二甲苯(质量含量80％)和间二甲苯的结果是对二甲苯产品纯度99-100％，回收率高于98％。与现有技术相比，本专利技术的优势在于：1)本专利技术实现MOFs-SMB色谱法分离二甲苯单体，二甲苯单体纯度95～100％，收率90～100％；2)本专利技术对于对二甲苯(PX)与间二甲苯(MX)的分离，与分子筛选择吸附PX不同，Fe-MOFs选择吸附MX，反向吸附原料中含量低的组分，受固定相容量限制小，能分离富含PX原料。如：将PX由80％提纯至100％，收率98.2％；3)本专利技术方法所用色谱柱数目少，2-1-1模式(三带SMB，I带独立，4根色谱柱)即可进行高效分离；4)本专利技术采用低沸点流动相洗脱，回收溶剂时降低能耗；5)本专利技术的SMB分离在常温下进行，节能且设备简单。附图说明图1、Fe-MOFs固定相的XRD谱图；图2、H2BDC和Fe-MOFs的红外光谱图。具体实施方式下面用实施例详细描述本专利技术。实施例1固定相：为由金属离子Fe3+与有机配体对苯二甲酸(H2BDC)反应形成的Fe-MOFs。反应条件是溶剂热合成，溶剂为DMF，反应温度150℃，反应时间3天；溶剂热合成产物分别用DMF和水洗涤，之后干燥，干燥温度12本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分离二甲苯同分异构体混合物的模拟移动床色谱法，其特征在于，SMB色谱体系如下：/n固定相：由金属离子Fe

【技术特征摘要】
1.一种分离二甲苯同分异构体混合物的模拟移动床色谱法，其特征在于，SMB色谱体系如下：
固定相：由金属离子Fe3+与有机配体对苯二甲酸反应生成的Fe-MOFs；
流动相组成：为溶剂1，或者溶剂2，或者溶剂3；
所述溶剂1为C5～C10烷烃中的至少一种烷烃；所述溶剂2为二氯甲烷，或者为C2～C5酯中的至少一种酯；所述溶剂3为溶剂1-溶剂2的混合物；
进样液：为质量含量0.5～100％二甲苯同分异构体混合物的液体，所述二甲苯同分异构体混合物指邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯和乙苯中的2种或2种以上成分；
SMB操作温度：0～40℃；
SMB工作模式：
采用以下任意一种方式：
1)1组四带SMB：将4～8根色谱柱首尾相连，沿流动相方向在各个结点用二通电磁阀设置流动相D入口、萃取液E出口、进样液F入口和萃余液R出口的位置，由此依次形成色谱柱数目为a的洗脱带I带，色谱柱数目为b的萃取组分的精馏带II带，色谱柱数目为c的混合物吸附带III带，色谱柱数目为d的萃余组分的精馏带IV带，该模式表示为a-b-c-d；
2)1组三带SMB：去掉上述四带SMB的精馏带IV带，由3～8根色谱柱首尾相连，该模式表示为a-b-c；
3)1组I带独立的三带SMB：将3～8根色谱柱首尾相连，沿流动相方向在各个结点用二通电磁阀设置流动相P入口、萃取液E出口、流动相D入口、进样液F入口和萃余液R出口的位置，由此依次形成色谱柱数目为a的独立洗脱带I带，色谱柱数目为b的萃取组分的精馏带II带，色谱柱数目为c的混合物吸附带III带，该模式表示为I带独立的a-b-c；
4)任意2～3组上述SMB串联。


2.根据权利要求1所述的分离二甲苯同分异构体混合物的模拟移动床色谱法，其特征在于，流动相组成为：石油醚、或者正己烷、或者二氯甲烷、或者石油醚-二氯甲烷混合溶剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：王绍艳，彭博，王玉峰，李梦凡，倪亚晶，
申请(专利权)人：辽宁科技大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21