分离甲酚同分异构体混合物的模拟移动床色谱法制造技术

本发明专利技术的目的是以MOFs为SMB的固定相，解决甲酚同分异构体混合物分离困难问题，提供一种分离甲酚同分异构体混合物的模拟移动床色谱法。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】
分离甲酚同分异构体混合物的模拟移动床色谱法
本专利技术属于吸附分离
，特别涉及分离甲酚混合物的模拟移动床色谱法。
技术介绍
甲酚包括对甲酚、间甲酚和邻甲酚三种同分异构体，均为重要的精细化工中间体，用于制备农药、医药、香料、染料、抗氧剂、合成维生素E、合成树脂、着色材料、显影剂、荧光增白剂、液晶材料、汽油添加剂和食用油脂保存剂等。为满足不同用途，需要高纯甲酚单体。天然分离法和化学合成法得到的大多数是甲酚异构体的混合物，获得甲酚单体需要与其它甲酚异构体分离。邻/对/间甲酚的沸点分别为190.8℃、202.5℃和202.8℃。通过精馏可以分离邻甲酚，但不能分离间甲酚和对甲酚。现有的间/对甲酚分离方法主要有络合法、烃化法、萃取法、结晶法以及吸附法等。其中吸附分离法工艺简单、分离效率高、处理量大且吸附剂易再生，是一种经济环保的方法。Zinnen，HermannA.(Uop)(Separationofalkyl-substitutedphenolicisomerswithbarium-potassiumexchangedzeoliticadsorbent，12/10/1990，US19900624810)通过使用一种钡钾交换X沸石吸附剂(至少含有5重量％的水)选择性吸附对甲酚和间甲酚，在20℃至250℃左右用C5-C6脂肪醇解吸，可以得到间甲酚和对甲酚的共萃取物，然后通过第二阶段吸附-脱附过程，使用钡钾交换X/Y沸石吸附剂(至少含有4重量％的水)，C5-C6脂肪族醇或其与脂肪族酮的混合物的脱附剂分离间甲酚和对甲酚。该专利在两段分离过程首选模拟移动床(SMB)色谱法。SMB不仅保留吸附分离法的优势，又引进错流技术，具有自动连续运行，高收率，高纯度，高效率，低溶剂消耗量的优势。由于甲酚同分异构体混合物分离比较困难，缺乏合适固定相，目前，关于高效分离甲酚混合物的模拟移动床色谱法鲜有报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是以比表面积超高、孔隙结构发达的金属有机骨架材料(MOFs)为SMB的固定相，解决甲酚同分异构体混合物分离困难问题，提供一种分离甲酚同分异构体混合物的模拟移动床色谱法。本专利技术利用Al3+和Fe3+中的至少一种金属离子与对苯二甲酸(H2BDC)反应生成的MOFs为固定相，在常温下用模拟移动床分离混合甲酚异构体。一种分离甲酚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：金属有机骨架材料(MOFs)；流动相组成：溶剂1，或者溶剂2；所述溶剂1为二氯甲烷，或者乙腈，或者C2～C5酯中的至少一种酯；所述溶剂2为溶剂1-溶剂3的混合物；所述溶剂3为C5～C10烷烃中的至少一种烷烃；进样液组成：含有质量含量0.5～100％甲酚同分异构体混合物的溶液，所述甲酚同分异构体混合物指邻甲酚、间甲酚和对甲酚中的2种或3种成分；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，将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组上述SMB串联。进一步的，上述分离甲酚同分异构体混合物的模拟移动床色谱法，所述的MOFs的金属离子为Al3+、Fe3+中的至少一种；所述的MOFs的有机配体为对苯二甲酸(H2BDC)。进一步的，上述分离甲酚同分异构体混合物的模拟移动床色谱法，所述的流动相为溶剂2。进一步的，上述分离甲酚同分异构体混合物的模拟移动床色谱法，所述溶剂2中的溶剂1为乙酸乙酯、溶剂3为石油醚，溶剂1与溶剂3的体积比≤6∶4。进一步的，上述分离甲酚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，上述分离甲酚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，上述分离甲酚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，上述分离甲酚同分异构体混合物的模拟移动床色谱法，流动相为溶剂2，并且，流动相P中溶剂1与溶剂3体积比≥流动相D的溶剂1与溶剂3体积比。进一步的，上述分离甲酚同分异构体混合物的模拟移动床色谱法，SMB体系的色谱单柱：长度≥3cm，直径≥1cm。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色谱法分离甲酚单体，甲酚单体纯度90～100％，收率90～100％，Fe-MOFs分离对甲酚和间甲酚时，获得纯度100％，收率92.7％的间甲酚；2)本专利技术所用色谱柱数目少，1-1-2模式(三带SMB，I带独立，4根色谱柱)即可进行高效分离；3)本专利技术采用低沸点流动相洗脱，回收溶剂时降低能耗；4)本专利技术的SMB分离在常温下进行，节能且设备简单。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120℃，干燥时间12小时；金属离子Fe3+具体为FeCl3·6H2O；色谱柱：长度5cm，直径1cm；SMB工作模式：1组I带独立的三带SMB，具体为1-1-2；流动相组成：为溶剂2，其中，溶剂1为乙酸乙酯，溶剂3为石油醚；流动相P：溶剂3与溶剂1体积比为V石油醚/V乙酸乙酯＝1/1；流动相D：溶剂3与溶剂1体积比为V石油醚/V乙酸乙酯＝7/3；流动相流速：流动相D流速QD为1.0mL/min，流动相P流速QP为2.0mL/min，进样液F流速QF为0.1mL/min；工作温度：室温；进样液：间甲酚25.8mg/mL，对甲酚26.8m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分离甲酚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：金属有机骨架材料；/n流动相组成：溶剂1，或者溶剂2；/n所述溶剂1为二氯甲烷，或者乙腈，或者C2～C5酯中的至少一种酯；所述溶剂2为溶剂1-溶剂3的混合物；所述溶剂3为C5～C10烷烃中的至少一种烷烃；/n进样液组成：质量含量0.5～100％甲酚同分异构体混合物的溶液，所述甲酚同分异构体混合物指邻甲酚、间甲酚和对甲酚中的2种或3种成分；/nSMB操作温度：0～40℃；/nSMB工作模式：/n采用以下任意一种方式：/n1)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；/n2)1组三带SMB：去掉上述四带SMB的精馏带IV带，将3～8根色谱柱首尾相连，该模式表示为a-b-c；/n3)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；/n4)任意2组上述SMB串联。/n...

【技术特征摘要】
1.一种分离甲酚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：金属有机骨架材料；
流动相组成：溶剂1，或者溶剂2；
所述溶剂1为二氯甲烷，或者乙腈，或者C2～C5酯中的至少一种酯；所述溶剂2为溶剂1-溶剂3的混合物；所述溶剂3为C5～C10烷烃中的至少一种烷烃；
进样液组成：质量含量0.5～100％甲酚同分异构体混合物的溶液，所述甲酚同分异构体混合物指邻甲酚、间甲酚和对甲酚中的2种或3种成分；
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，将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组上述SMB串联。


2.根据权利要求1所述的分离甲酚同分异构体混合物的模拟移动床色谱法，其特征在于，所述的金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：王绍艳，李守江，吴欣欣，陈婧雅，彭博，张连吉，
申请(专利权)人：辽宁科技大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21