一种极性耐溶剂纳滤膜用于吡唑啉同分异构体混合物的分离方法技术

本发明专利技术公开了一种极性耐溶剂纳滤膜用于吡唑啉同分异构体混合物的分离方法，包括如下步骤：（1）将极性耐溶剂纳滤膜密封固定于膜组件中，并用导热器维持恒温；（2）原料经过泵加压，采用错流的方式经过膜组件，浓缩液循环至原料罐，实现吡唑啉的富集；每隔0.5h离线气相检测原料罐中组分浓度，浓度不再变化时，分离达到终点。本发明专利技术针对吡唑啉同分异构体沸点相似，结构热不稳定，传统的工业精馏难以实现分离等问题，结合同分异构体动力学直径和极性差异，提出了高效的极性耐溶剂纳滤膜膜分离方法。同时，本发明专利技术工艺简单，能耗低，对医药化工行业同分异构体的分离具有重要意义。行业同分异构体的分离具有重要意义。行业同分异构体的分离具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种极性耐溶剂纳滤膜用于吡唑啉同分异构体混合物的分离方法


[0001]本专利技术属于化工分离领域，具体来说涉及一种极性耐溶剂纳滤膜用于吡唑啉同分异构体混合物的分离方法。
技术背景
[0002]碳氢(烃类)燃料是世界范围内交通运输领域中使用面最广，消耗最大的能量来源，在航空航天、陆地交通、海上运输以及军事工业方面均占有统治地位。一般认为，化合物碳原子数目大于7(C7)的燃料一般被称为高碳数烃类燃料。液体碳氢燃料种类繁多，来源广泛并且便于运输，在未来很长时间内，碳氢燃料仍然是无可替代的主要能源。高张力环状烃类燃料是一种新型碳氢高能燃料，其分子结构中以包含环丙烷在内的张力环为结构主体，有较高张力能，使其具有非常优秀的燃烧性能。吡唑啉是制备高能张力环燃料重要中间产物，热敏性强，不稳定。当前，吡唑啉主要由酮连氮经过酸催化异构化所得。然而,酮连氮和吡唑啉互为同分异构体，具有相似沸点，使用传统蒸馏方法，能耗巨大且效果很难达到预期的分离效果,更重要的是极大降低了吡唑啉脱氮制备高能张力环的收率。分离得到高纯度的吡唑啉和探索新的分离方法是亟待解决的问题。
[0003]膜分离技术在分离物质过程中不涉及相变，对能量要求低，其费用约为传统精馏分离的三分之一，另外，膜分离条件较温和，具有选择渗透性，且及其适合热敏性物质复杂的分离体系，这两个因素使得膜分离在生化领域运用越来越广泛。
[0004]通过模拟计算发现，吡唑啉和酮连氮尽管互为同分异构体，但在分子动力学直径和分子极性有显著差异，故结合膜分离机理和性质，认为膜分离技术对酮连氮和吡唑啉混合液是一种有效可行的分离方式。另外，吡唑啉同分异构体混合液对膜具有腐蚀作用，故需寻求耐溶剂极性纳滤膜。

技术实现思路

[0005]针对吡唑啉同分异构体混合物分离提纯的现实困境，结合模拟数据，发现吡唑啉和同分异构体间动力学直径和分子极性存在显著差异，故本专利技术提供了一种极性耐溶剂纳滤膜用于吡唑啉同分异构体混合物的分离方法，这将为医药化工领域同分异构体的分离提供一条可行性路径。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]一种极性耐溶剂纳滤膜用于吡唑啉同分异构体混合物的分离方法，步骤如下：
[0008](1)将极性耐溶剂纳滤膜密封固定于膜组件中，并用导热器维持恒温；
[0009](2)原料经过泵加压，采用错流的方式经过膜组件，含少量吡唑啉的酮连氮溶液从膜侧口渗透测流出，含吡唑啉和酮连氮的浓缩液从膜组件出口端流出并循环至原料罐，从而实现吡唑啉的富集，对膜渗透侧组分进行收集，每隔0.5h离线气相检测原料罐中组分浓度，浓度不再变化时，分离达到终点。
[0010]进一步，所述步骤(1)中极性耐溶剂纳滤膜为改性聚酰亚胺耐溶剂膜或改性聚丙烯腈耐溶剂膜中的任一种，截留分子量50
‑
150Da。
[0011]进一步，所述步骤(1)中极性耐溶剂纳滤膜为非对称纳米复合膜，膜层有效厚度0.5μm
‑
80μm。
[0012]进一步，所述步骤(1)中导热器温度范围控制在10℃
‑
60℃。
[0013]进一步，所述步骤(2)中原料为吡唑啉同分异构体混合物，具体为丙酮酮连氮/3,3,5
‑
三甲基
‑2‑
吡唑啉、2
‑
丁酮酮连氮/3,5
‑
二乙基
‑5‑
甲基
‑2‑
吡唑啉、2
‑
戊酮酮连氮/3,5
‑
二丙基
‑5‑
甲基
‑2‑
吡唑啉、甲基异丙基酮连氮/3,5
‑
二异丙基
‑5‑
甲基
‑2‑
吡唑啉、2
‑
己酮酮连氮/3,5
‑
二丁基
‑5‑
甲基
‑2‑
吡唑啉、环丙基酮酮连氮/5
‑
甲基
‑
3,5
‑
二环丙基吡唑啉混合物中的任一种，其中吡唑啉与酮连氮质量浓度比为(0.001
‑
0.15):1。
[0014]进一步，所述步骤(2)中吡唑啉同分异构体混合物温度25
‑
50℃，优选25℃；膜运行压力20
‑
40bar，优选40bar；运行方式错流过滤。
[0015]进一步，所述步骤(2)中离线气相检测采用色谱柱：HP
‑
5非极性柱；柱温程序：50℃保持1min，然后以10℃/min升温至120℃保持1min，然后以15℃/min升温至280℃保持9min；进样口温度：300℃；分流比：100:1；控制模式：色谱柱流量。
[0016]本专利技术的有益效果是：本专利技术以吡唑啉和同分异构体间动力学直径和分子极性存在显著差异为基础，利用耐溶剂纳滤膜的位阻效应和静电效应(吡唑啉和膜表面材料形成氢键)实现吡唑啉同分异构体混合物的高效分离，有效解决了传统精馏分离方式耗能高，解决了精馏过程中吡唑啉热敏感性问题。同时，这也将为医药化工领域同分异构体的分离提供一条可行性路径。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为吡唑啉同分异构混合液膜分离装置示意图；
[0019]图2为实施例1改性改性聚丙烯腈耐溶剂膜耐溶剂测试(一周浸泡)；
[0020]图3为实施例2改性改性聚酰亚胺耐溶剂膜耐溶剂测试(一周浸泡)；
[0021]图4为实施例3改性改性聚丙烯腈耐溶剂膜耐溶剂测试(一周浸泡)。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式作进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本专利技术而非用于限制本专利技术的范围，该领域的技术熟练人员可以根据上述专利技术的内容作出一些非本质的改进和调整。
[0023]分离系数计算公式：
[0024][0025]酮连氮和吡唑啉分子动力学直径表如表1所示。
[0026]表1酮连氮和吡唑啉分子动力学直径表
[0027][0028]实施例1
[0029]采用图1所示的分离装置，本实施例极性耐溶剂纳滤膜用于吡唑啉同分异构体混合物的分离方法，步骤如下：
[0030](1)设定膜设备压力20bar，温度25℃。原料液为丙酮酮连氮和3,3,5
‑
三甲基
‑2‑
吡唑啉的混合液，吡唑啉与酮连氮质量浓度比为0.15:1。
[0031](2)将原料液加入料罐中，经过泵加压泵入，从膜组件的的入口段进入，经改性聚丙烯腈膜(GC
‑
PANS耐溶剂膜片，国初科技有限公司)分离作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极性耐溶剂纳滤膜用于吡唑啉同分异构体混合物的分离方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将极性耐溶剂纳滤膜密封固定于膜组件中，并用导热器维持恒温；（2）吡唑啉同分异构体混合物经过泵加压，采用错流的方式经过膜组件，含少量吡唑啉的酮连氮溶液从膜侧口渗透测流出，含吡唑啉和酮连氮的浓缩液从膜组件出口端流出并循环至原料罐，从而实现吡唑啉的富集，每隔0.5h离线气相检测原料罐中组分浓度，浓度不再变化时，分离达到终点。2.根据权利要求1所述的极性耐溶剂纳滤膜用于吡唑啉同分异构体混合物的分离方法，其特征在于：所述步骤（1）中极性耐溶剂纳滤膜为改性聚酰亚胺耐溶剂膜或改性聚丙烯腈耐溶剂膜中的任一种，截留分子量50
‑
150Da。3.根据权利要求1所述的极性耐溶剂纳滤膜用于吡唑啉同分异构体混合物的分离方法，其特征在于：所述步骤（1）中极性耐溶剂纳滤膜为非对称纳米复合膜，膜层有效厚度0.5μm
‑
80μm。4.根据权利要求1所述的极性耐溶剂纳滤膜用于吡唑啉同分异构体混合物的分离方法，其特征在于：所述步骤（1）中导热器温度范围控制在10℃
‑
60℃。5.根据权利要求1所述的极性耐溶剂纳滤膜用于吡唑啉同分异构体混合物的分离方法，其特征在于：所述步骤（2）中吡唑啉同分异构体混合物为吡唑啉与酮连氮混合物。6.根据权利要求5所述的极性耐溶剂纳滤膜用于吡唑啉同分异构体混合物的分离方法，其特征在于：吡唑啉与酮连氮质量浓度比为（0 .001
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张延强，李啸峰，刘龙，李辉，姚远，常立玉，
申请(专利权)人：郑州中科新兴产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：