一种液相吸附分离二元取代苯异构体混合物的方法技术

本发明专利技术公开了一种液相吸附分离二元取代苯异构体混合物的方法，根据两种铝基金属有机框架材料CAU

【技术实现步骤摘要】
一种液相吸附分离二元取代苯异构体混合物的方法


[0001]本专利技术涉及吸附分离
，具体是指一种液相吸附分离二元取代苯异构体混合物的方法。

技术介绍

[0002]工业的飞速发展离不开高纯度原料的交付，因此产物的分离与提纯成为工业生产中必不可少的一个重要环节。
[0003]二元取代苯异构体(如二甲苯、氯甲苯、二氯苯、二溴苯、溴甲苯和硝基甲苯等)在石油化工行业中发挥着重要作用，例如二甲苯异构体中的对二甲苯是合成对苯二甲酸的重要原料；染料中间体的合成离不开甲酚和硝基甲苯异构体；氯甲苯异构体是农药和合成树脂等高附加值化学产品重要的基础化工原料。但二元取代苯异构体的物理性质十分接近，使得分离二元取代苯异构体混合物得到单一组分的二元取代苯异构体十分困难。以二甲苯异构体分离为例，由于三种二甲苯分子的沸点和动力学直径极其相似，使得它们的分离具有较高难度。精馏、膜分离和结晶法虽然可以分离二甲苯异构体，但存在分离效率低和能耗高等问题。吸附分离法则较为灵活，具有高效、温和、低能耗和适用性广等优点，基于该方法的工业级分离技术是模拟移动床技术，使用的吸附剂一般为阳离子交换的X分子筛或Y分子筛，该类吸附剂优先吸附对二甲苯，无法分离邻二甲苯和间二甲苯，且模拟移动床的分离效率受限于分子筛有限的比表面积，饱和吸附量较小，表现出的吸附选择性也较低，使得模拟移动床的二甲苯选择性吸附分离效率不高，因此迫切需要能分离邻
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、间
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、对
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二甲苯三组分，且兼顾高吸附量及高选择性的吸附剂材料。<br/>[0004]金属有机框架材料(Metal Organic Frameworks,MOFs)是由金属离子或团簇和有机配体通过配位键连接的一种新型多孔材料。与分子筛和活性炭等传统吸附材料相比，金属有机框架材料具有设计性强、比表面积高、孔径可调控、表面官能化和结构多样等优势，近年来广泛应用在吸附分离领域。在吸附分离二甲苯领域也表现出不错的潜力，但受限于昂贵的有机配体昂贵及苛刻的合成条件，使其工业应用前景受到限制。且金属有机框架材料作为固定床吸附剂分离液相二甲苯异构体需要通过溶剂洗脱才可获得纯组分的二甲苯异构体。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是，提供以两种铝基金属有机框架材料混合后作为吸附固定相分离液相中的二元取代苯异构体混合物(二甲苯、氯甲苯、二氯苯、二溴苯、溴甲苯和硝基甲苯)的方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：一种液相吸附分离二元取代苯异构体混合物的方法，以铝基金属有机框架材料为吸附剂，以二元取代苯异构体混合液为待分离底物，所述吸附剂由两种铝基金属有机框架材料CAU
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23(Al)和MIL
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160(Al)的粉末混合组成，所述吸附剂用于分离液相中的二元取代苯异构体。
[0007]作为改进，所述铝基金属有机框架材料包括金属离子和有机配体，所述金属离子选自金属盐氯化铝、偏铝酸钠、碱式乙酸铝、六水合氯化铝、十八水合硫酸铝、九水合硝酸铝中的至少一种；所述有机配体为2,5
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噻吩二羧酸和2,5
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呋喃二羧酸。
[0008]作为改进，所述二元取代苯异构体包括二甲苯、氯甲苯、二氯苯、二溴苯、溴甲苯、硝基甲苯异构体。
[0009]作为改进，所述二甲苯异构体包括邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯的任意组合；氯甲苯异构体包括邻氯甲苯、间氯甲苯和对氯甲苯的任意组合；二氯苯异构体包括邻二氯苯、间二氯苯和对二氯苯的任意组合；二溴苯异构体包括邻二溴苯、间二溴苯和对二溴苯的任意组合；溴甲苯异构体包括邻溴甲苯、间溴甲苯和对溴甲苯的任意组合；硝基甲苯异构体包括邻硝基甲苯、间硝基甲苯和对硝基甲苯的任意组合。
[0010]作为改进，所述铝基金属有机框架材料可通过压片制备成圆柱状颗粒。
[0011]本申请中吸附分离采用固定床进行，将一种吸附剂或混合吸附剂装填至所述固定床填充柱中，包括以下步骤：
[0012]步骤1：混合吸附剂装填至固定床填充柱中有两种填充方法，填充方法如下述方法的任一种：
[0013]方法一：将至少两种吸附剂以一定比例物理混合后装填至固定床填充柱中；
[0014]方法二：将至少两种吸附剂以一定比例串联填充至固定床填充柱中。
[0015]步骤2：将二元取代苯异构体的混合液通入所述固定床填充柱中，通过调整混合铝基金属有机框架材料的比例，以及控制流出液的时间，即可实现分离不同的二元取代苯异构体。
[0016]步骤3：二元取代苯异构体的混合液中吸附能力强的二元取代苯异构体吸附在所述吸附剂上，二元取代苯异构体的混合液中吸附能力弱的二元取代苯异构体优先流出吸附柱，获得吸附能力弱的二元取代苯异构体；
[0017]步骤4：将吸附能力强的二元取代苯异构体使用弱极性的溶剂进行解吸，获得吸附能力强的二元取代苯异构体。
[0018]可选地，本混合铝基金属有机框架材料的质量比例为1:1～1:9。
[0019]可选地，所述含有二元取代苯异构体混合液的浓度为0.01～0.3mol/L；所述混合液通入填充柱中的流速为0.5～2mL/min；
[0020]优选地，所述混合液中含有溶剂；所属溶剂选自正己烷、正庚烷、异辛烷、均三甲苯中的至少一种。
[0021]可选地，所述填充柱中的吸附剂可再生；
[0022]再生方法如下述方法的任一种：
[0023]方法一：使用乙醇、正己烷和正庚烷中的任一种溶剂，直接通入填充柱中冲洗，即可得到再生后的吸附剂；
[0024]方法二：将吸附分离二元取代苯异构体后的吸附剂置于乙醇、正己烷和正庚烷中浸泡解吸，即可得到再生后的吸附剂；
[0025]方法三：吸附分离二元取代苯异构体后的吸附剂以乙醇、正己烷和正庚烷中的任一种为抽提溶剂，利用索氏提取器抽提，即可得到再生后的吸附剂。
[0026]本专利技术与现有技术相比的优点在于：
[0027]1)本专利技术中，所使用的铝基金属有机框架材料CAU
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23(Al)和MIL
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160(Al)的制备以有机配体与金属盐在纯水中进行反应，无需使用易挥发、对环境有污染的有机溶剂，且反应副产物仅有氯化钠，所需原料价格低、合成条件温和、后处理方便、材料合成成本低，易于放大生产。
[0028]2)本专利技术中，所使用的铝基金属有机框架材料性能稳定，水稳定性好，经多次吸附
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再生后，吸附性能仍然维持原有水平。
[0029]3)本专利技术可通过调控铝基金属有机框架材料以物理混合或串联的比例，纯化不同组分的二元取代苯异构体混合物，在二元取代苯异构体的吸附分离领域表现出极大的应用潜力。
附图说明
[0030]图1是本专利技术实施例中制备的CAU
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23(Al)的XRD图。
[0031]图2是本专利技术实施例中CAU
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液相吸附分离二元取代苯异构体混合物的方法，其特征在于：以铝基金属有机框架材料为吸附剂，以二元取代苯异构体混合液为待分离底物，所述吸附剂由两种铝基金属有机框架材料CAU
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23(Al)和MIL
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160(Al)的粉末混合组成，所述吸附剂用于分离液相中的二元取代苯异构体。2.根据权利要求1所述的一种液相吸附分离二元取代苯异构体混合物的方法，其特征在于：所述铝基金属有机框架材料由金属离子和有机配体组成，所述金属离子选自金属盐，所述金属盐包括氯化铝、偏铝酸钠、碱式乙酸铝、六水合氯化铝、十八水合硫酸铝、九水合硝酸铝中的至少一种；所述有机配体为2,5
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噻吩二羧酸和2,5
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呋喃二羧酸。3.根据权利要求1所述的一种液相吸附分离二元取代苯异构体混合物的方法，其特征在于：所述二元取代苯异构体包括二甲苯、氯甲苯、二氯苯、二溴苯、溴甲苯、硝基甲苯异构体。4.根据权利要求3所述的一种液相吸附分离二元取代苯异构体混合物的方法，其特征在于：所述二甲苯异构体包括邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯的任意组合；氯甲苯异构体包括邻氯甲苯、间氯甲苯和对氯甲苯的任意组合；二氯苯异构体包括邻二氯苯、间二氯苯和对二氯苯的任意组合；二溴苯异构体包括邻二溴苯、间二溴苯和对二溴苯的任意组合；溴甲苯异构体包括邻溴甲苯、间溴甲苯和对溴甲苯的任意组合；硝基甲苯异构体包括邻硝基甲苯、间硝基甲苯和对硝基甲苯的任意组合。5.根据权利要求2所述的一种液相吸附分离二元取代苯异构体混合物的方法，其特征在于：所述铝基金属有机框架材料可通过压片制备成圆柱状颗粒。6.根据权利要求1
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5所述的一种液相吸附分离二元取代苯异构体混合物的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：吸附剂装填至固定床填充柱中有两种填充方法，填充方...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴坤刚，侯旭业，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：