一种色谱试剂蒸馏回收利用方法技术

本发明专利技术涉及一种色谱试剂蒸馏回收利用方法，该方法针对不同的色谱试剂（有机相），选取标记物，运用高效液相色谱仪（配以紫外检测器），测定其在色谱柱上的对应不同比例φ的有机相‑水中的保留时间，并计算出其容量因子k’，再换算成lg k’，最后通过lg k’‑φ作图，线性模拟，得出其线性化公式及相关模拟系数。由于工业色谱使用时色谱试剂的含量在0%‑100%范围之间，而为了达到快速检测，单一标记物其覆盖的含量范围又有限，因此同一色谱试剂往往需要使用考察数个不同的标记物的lg k‑φ标准曲线并使其互相之间兼有部分重叠，以达到对该色谱试剂含量测定的全覆盖。该方法经济可靠，成本低，非常适合工业化色谱应用生产线。

A Method for Distillation Recovery and Utilization of Chromatographic Reagents

【技术实现步骤摘要】
一种色谱试剂蒸馏回收利用方法
本专利技术涉及一种色谱试剂蒸馏回收利用方法，该方法基于色谱学的线性溶剂强度理论开发出通过配备紫外检测器的液相色谱仪即可精准测定混合溶剂中有机相含量的分析方法，并用于探索制备色谱废液蒸馏过程中有机相的含量分布，以优化得到最佳蒸馏工艺路线并最终进行精准勾兑，从而实现色谱试剂的循环利用。
技术介绍
制备液相色谱是近代兴起发展的一种高效的分离纯化技术，在生物医药领域目前有着十分重要的地位和作用。利用溶质分子在不同色谱填料的分配、吸附等的作用力不同，在目标物与非目标物间得到高效的分离，从而使目标物得到更高的附加值。由于其具备高效分离的特征，现代制备液相色谱发展迅速，其制备规模也由初期的数十毫克级扩展至公斤级的工业制备色谱。随着制备液相色谱规模的扩大，色谱试剂特别是有机试剂的高度消耗成为一个不可忽视的问题。高试剂消耗不仅增加了分离成本，在制备色谱生产之后更是产生了大量废液，带来了较高的污染排放压力。因此，针对色谱废液开发简单易行的色谱试剂回收利用技术，具有十分重要的意义。常用的制备色谱，尤其是应用最为广泛的反相色谱，其所用的色谱试剂主要为甲醇、乙腈、乙醇和水。目前，主要的色谱试剂回收利用的办法是通过多次蒸馏和精馏的方式，将有机相从废液中分离开来，再重新装瓶利用。整个过程复杂，能耗高，成本较新制试剂无明显优势。植物提取过程中的试剂回收可以提供新的利用思路。通常，以一定比例的乙醇-水混合物来对植物进行提取，蒸馏浓缩之后，通过酒精计测出馏出液中乙醇含量，再换算后进行一定程度的勾兑，即可实现试剂的再利用。将工业制备色谱产生的废液进行蒸馏回收，然后进行有机相含量测定，再按所需色谱条件进行精准勾兑，以达到重新利用的水平。常规的有机相-水的测定方法主要有卡氏水分测定法，即通过测定混合溶液中的水分并扣除得到相关有机相含量。密度测定换算法则是通先测定混合溶剂的密度，再根据密度换算表进行换算得到相关有机相的含量。上述两种方法仅能粗略估计有机相的含量，并不能得到准确、可靠的测定结果，其结果就是在含量精度需求相对较高的液相色谱上造成较大误差。配备氢火焰检测器的气相色谱可被用来精确测量混合液中各溶剂的含量，因而被广泛应用在工业色谱的试剂回收含量测定。但是，氢火焰检测器构造复杂，维护繁琐，使用成本很高。因此，发展一种简单有效的有机相含量精准测定技术，并用于制备色谱废液蒸馏液中有机相含量测定并用于精准勾兑，具有十分重要的产业化意义。线性溶剂强度理论是早期发展起来的一种色谱理论，认为对于特定溶质分子，其在色谱上的保留因子(k)的对数(lgk)和有机相含量(φ)符合线性关系：lgk’＝lgk0’-S*φ，其中lgkw和S均为常数，即分别为所得直线的截距和斜率。通过选定一定的标记物，在固定的不同比例的流动相下测出lgk’-φ直线的截距和斜率，从而得到线性较好的标准曲线。然后以蒸馏出的色谱试剂为流动相来测定相关标记物的k’值。再通过上述测得的标准曲线反过来计算得到相关φ值，并精准勾兑到所需要的相关有机相比例用于下一步制备纯化。同时，基于该含量测定方法，对不同混合比例下的有机相蒸馏出来的溶剂含量及占比分布进行研究，以作为制备废液的蒸馏程度参考。综上所述，该方法基于色谱的线性溶剂强度理论，以配备简单紫外检测器的液相色谱为检测仪，开发出高精度的制备色谱试剂回收测定勾兑方法，并跟踪蒸馏工艺，为排废及蒸馏能源节省提供可信依据。方法较基于氢火焰检测器的气相色谱法简单易行，稳定性高，维护成本低，其精度亦较好，具有十分广阔的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种色谱试剂蒸馏回收利用方法，该方法主要是基于两个技术特点。一方面通过研发基于液相色谱测定试剂含量的办法；另一方面则通过该方法对混合溶液中蒸馏过程中的溶剂含量及占比分布进行研究，针对不同的色谱试剂(有机相)，选取标记物，运用高效液相色谱仪(配以紫外检测器)，测定其在色谱柱上的对应不同比例φ的有机相-水中的保留时间，并计算出其容量因子k’，再换算成lgk’，最后通过lgk’-φ作图，线性模拟，得出其线性化公式及相关模拟系数。由于工业色谱使用时色谱试剂的含量在0％-100％范围之间，而为了达到快速检测，单一标记物其覆盖的含量范围又有限，因此同一色谱试剂往往需要使用考察数个不同的标记物的lgk-φ标准曲线并使其互相之间兼有部分重叠，以达到对该色谱试剂含量测定的全覆盖。该方法经济可靠，成本低，非常适合工业化色谱应用生产线。本专利技术所述的一种色谱试剂蒸馏回收利用方法，按下列步骤进行：a、以液相色谱的线性溶剂强度理论为基础，以甲醇和0.1％甲酸水的混合溶液为流动相分别测定间苯二酚或甲苯在流动相下的保留因子k甲醇’，并模拟出保留因子lgk甲醇’和流动相中甲醇体积分数φ甲醇之间的线性方程；其中甲醇的质量分数分别为4.04，8.16％，12.37％，16.67％，25.53％，34.78％，39.56％，44.44％，54.54％，65.12％，76.19％，87.80％，100％；或以乙腈和0.1％甲酸水的混合溶液为流动相，分别测定间苯二酚、苯酚和甲苯在流动相下的保留因子k乙腈’，并模拟出保留因子lgk乙腈’和流动相中乙腈体积分数φ乙腈的线性方程，其中乙腈的质量分数分别为2.38％，3.99％，8.07％，12.24％，16.49％，20.84％，25.29％，34.50％，39.26％，44.13％，64.83％，87.67％，100.00％；b、配制甲醇质量分数分别为8.28％，17.24％，35.96％，55.04％，64.00％的甲醇-0.1％甲酸水混合溶液，其体积为V0，使用旋转蒸发仪对混合溶液进行蒸馏，接取蒸馏出来的馏段体积为V甲馏，并以馏段为流动相，分别测定间苯二酚或甲苯在流动相下的保留因子k甲醇’，代入并通过步骤a中所得的lgk甲醇’-φ甲醇线性方程中，算出馏段中的甲醇含量φ甲醇，则馏段中蒸馏出来的甲醇的体积占蒸馏前甲醇总体积V甲醇的分数为V甲馏*φ甲醇/V甲醇，按蒸馏出馏段的先后顺序对所蒸出甲醇的体积分数进行累积加和，再绘制出V甲馏*φ甲醇/V甲醇-V甲馏/V0图和不同蒸馏段中的φ甲醇-V甲馏/V0图；或配制乙腈质量分数分别为16.49％，34.50％，54.23％，75.96％的乙腈-0.1％甲酸水混合溶液，其体积为V0’，使用旋转蒸发仪对混合溶液进行蒸馏，接取蒸馏出来的馏段体积为V乙馏，并以馏段为流动相，分别测定苯酚或甲苯在流动相下的保留因子k乙腈’，代入并通过步骤a中所得的lgk乙腈’-φ乙腈线性方程中，算出馏段中的乙腈含量φ乙腈，则馏段中蒸馏出来的乙腈的体积占蒸馏前乙腈总体积V乙腈的分数为V乙馏*φ乙腈/V乙腈，按蒸馏出馏段的先后顺序对所蒸出乙腈的体积分数进行累积加和，再绘制出V乙馏*φ乙腈/V乙腈-V乙馏/V0’图和不同蒸馏段中的φ乙腈-V乙馏/V0’图；c、取重蒸工业色谱产生的废液，按制备条件推算，该废液的组成为甲醇-0.1％甲酸水，其中甲醇质量分数为25.53％，根据步骤b分别得到的甲醇质量分数为17.24％和35.96％时的V甲馏*φ甲醇/V甲醇-V甲馏/V0图和不同蒸馏段中的φ甲醇-V甲馏/V0图，估算使用旋转蒸发仪重蒸至馏段体积占总体积比例为4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种色谱试剂蒸馏回收利用方法，其特征在于按下列步骤进行：a、以液相色谱的线性溶剂强度理论为基础，以甲醇和0.1%甲酸水的混合溶液为流动相分别测定间苯二酚或甲苯在流动相下的保留因子k甲醇’，并模拟出保留因子lg k甲醇’和流动相中甲醇体积分数φ甲醇之间的线性方程；其中甲醇的质量分数分别为4.04，8.16%，12.37%，16.67%，25.53%，34.78%，39.56%，44.44%，54.54%，65.12%，76.19%，87.80%，100%；或以乙腈和0.1%甲酸水的混合溶液为流动相，分别测定间苯二酚、苯酚和甲苯在流动相下的保留因子k乙腈’，并模拟出保留因子lg k乙腈’和流动相中乙腈体积分数φ乙腈的线性方程，其中乙腈的质量分数分别为2.38%，3.99%，8.07%，12.24%，16.49%，20.84%，25.29%，34.50%，39.26%，44.13%，64.83%，87.67%，100.00%；b、配制甲醇质量分数分别为8.28%，17.24%，35.96%，55.04%，64.00%的甲醇‑0.1%甲酸水混合溶液，其体积为V0，使用旋转蒸发仪对混合溶液进行蒸馏，接取蒸馏出来的馏段体积为V甲馏，并以馏段为流动相，分别测定间苯二酚或甲苯在流动相下的保留因子k甲醇’，代入并通过步骤a中所得的lg k甲醇’‑φ甲醇线性方程中，算出馏段中的甲醇含量φ甲醇，则馏段中蒸馏出来的甲醇的体积占蒸馏前甲醇总体积V甲醇的分数为V甲馏*φ甲醇/V甲醇，按蒸馏出馏段的先后顺序对所蒸出甲醇的体积分数进行累积加和，再绘制出V甲馏*φ甲醇/V甲醇‑V甲馏/V0图和不同蒸馏段中的φ甲醇‑V甲馏/V0图；或配制乙腈质量分数分别为16.49%，34.50%，54.23%，75.96%的乙腈‑0.1%甲酸水混合溶液，其体积为V0’，使用旋转蒸发仪对混合溶液进行蒸馏，接取蒸馏出来的馏段体积为V乙馏，并以馏段为流动相，分别测定苯酚或甲苯在流动相下的保留因子k乙腈’，代入并通过步骤a中所得的lg k乙腈’‑φ乙腈线性方程中，算出馏段中的乙腈含量φ乙腈，则馏段中蒸馏出来的乙腈的体积占蒸馏前乙腈总体积V乙腈的分数为V乙馏*φ乙腈/V乙腈，按蒸馏出馏段的先后顺序对所蒸出乙腈的体积分数进行累积加和，再绘制出V乙馏*φ乙腈/V乙腈‑V乙馏/V0’图和不同蒸馏段中的φ乙腈‑V乙馏/V0’图；c、取重蒸工业色谱产生的废液，按制备条件推算，该废液的组成为甲醇‑0.1%甲酸水，其中甲醇质量分数为25.53%，根据步骤b分别得到的甲醇质量分数为17.24%和35.96%时的V甲馏*φ甲醇/V甲醇‑V甲馏/V0图和不同蒸馏段中的φ甲醇‑V甲馏/V0图，估算使用旋转蒸发仪重蒸至馏段体积占总体积比例为40%时截止，其中甲醇质量分数估算值为45%，根据步骤a，选取甲苯为标记物，以重蒸得到的馏段为液相色谱的流动相，测定甲苯的保留因子k甲醇’，代入步骤a中得到的lg k甲醇’‑φ甲醇线性方程，计算出馏段中的φ甲醇值为50.90%，即甲醇的质量分数为45.34%；或取重蒸工业色谱产生的废液，按制备条件推算，该废液的组成为乙腈‑0.1%甲酸水，其中乙腈质量分数为12.50%，根据步骤b得到的乙腈质量分数为16.49%时的V乙馏*φ乙腈/V乙腈‑V乙馏/V0’和不同蒸馏段中的φ乙腈‑V乙馏/V0’图，估算使用旋转蒸发仪重蒸至馏段体积占总体积比例为50%时截止，其中乙腈质量分数估算值为30%，根据步骤a，选取苯酚为标记物，以重蒸得到的馏段为液相色谱的流动相，测定苯酚的保留因子k乙腈’，代入步骤a中得到的lg k乙腈’‑φ乙腈线性方程，计算出馏段中的φ乙腈值为25.08%，即乙腈质量分数为20.90%；d、取步骤c重蒸得到的馏段，甲醇质量分数为45.34%，通过液相色谱的二元泵混合成甲醇质量分数为8.28%的甲醇‑0.1%甲酸水二元流动相，并测定安石榴苷在色谱柱上的色谱图，再通过液相色谱的二元泵将纯甲醇和0.1%甲酸水混合成甲醇分数为8.28%的流动相，同样测定安石榴苷在色谱柱上的色谱图，对比两者的保留情况；或取步骤c重蒸得到的馏段，乙腈质量分数为20.90%，通过液相色谱的二元泵混合成乙腈质量分数为8.07%的乙腈‑0.1%甲酸水二元流动相，并测定安石榴苷在色谱柱上的色谱图，再通过液相色谱的二元泵将纯乙腈和0.1%甲酸水混合成乙腈分数为8.07%的流动相，同样测定安石榴苷在色谱柱上的色谱图，对比两者的保留情况。...

【技术特征摘要】
1.一种色谱试剂蒸馏回收利用方法，其特征在于按下列步骤进行：a、以液相色谱的线性溶剂强度理论为基础，以甲醇和0.1%甲酸水的混合溶液为流动相分别测定间苯二酚或甲苯在流动相下的保留因子k甲醇’，并模拟出保留因子lgk甲醇’和流动相中甲醇体积分数φ甲醇之间的线性方程；其中甲醇的质量分数分别为4.04，8.16%，12.37%，16.67%，25.53%，34.78%，39.56%，44.44%，54.54%，65.12%，76.19%，87.80%，100%；或以乙腈和0.1%甲酸水的混合溶液为流动相，分别测定间苯二酚、苯酚和甲苯在流动相下的保留因子k乙腈’，并模拟出保留因子lgk乙腈’和流动相中乙腈体积分数φ乙腈的线性方程，其中乙腈的质量分数分别为2.38%，3.99%，8.07%，12.24%，16.49%，20.84%，25.29%，34.50%，39.26%，44.13%，64.83%，87.67%，100.00%；b、配制甲醇质量分数分别为8.28%，17.24%，35.96%，55.04%，64.00%的甲醇-0.1%甲酸水混合溶液，其体积为V0，使用旋转蒸发仪对混合溶液进行蒸馏，接取蒸馏出来的馏段体积为V甲馏，并以馏段为流动相，分别测定间苯二酚或甲苯在流动相下的保留因子k甲醇’，代入并通过步骤a中所得的lgk甲醇’-φ甲醇线性方程中，算出馏段中的甲醇含量φ甲醇，则馏段中蒸馏出来的甲醇的体积占蒸馏前甲醇总体积V甲醇的分数为V甲馏*φ甲醇/V甲醇，按蒸馏出馏段的先后顺序对所蒸出甲醇的体积分数进行累积加和，再绘制出V甲馏*φ甲醇/V甲醇-V甲馏/V0图和不同蒸馏段中的φ甲醇-V甲馏/V0图；或配制乙腈质量分数分别为16.49%，34.50%，54.23%，75.96%的乙腈-0.1%甲酸水混合溶液，其体积为V0’，使用旋转蒸发仪对混合溶液进行蒸馏，接取蒸馏出来的馏段体积为V乙馏，并以馏段为流动相，分别测定苯酚或甲苯在流动相下的保留因子k乙腈’，代入并通过步骤a中所得的lgk乙腈’-φ乙腈线性方程中，算出馏段中的乙腈含量φ乙腈，则馏段中蒸馏出来的乙腈的体积占蒸馏前乙腈总体积V乙腈的分数为V乙馏*φ乙腈/V乙腈，按蒸馏出馏段...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙光映，木尼热·阿布都艾尼，古丽契热·阿地力，赵永昕，阿吉艾克拜尔·艾萨，
申请(专利权)人：中国科学院新疆理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：新疆,65