【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于吸附分离，特别涉及一种分离二甲苯混合物的色谱法。
技术介绍
1、c8芳烃中各异构体(二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯和乙苯)均为重要的工业原料。这些异构体的物理化学性质相似，分离难度大。现有主要生产工艺是模拟移动床(smb)吸附分离法，吸附剂是沸石分子筛，脱附剂为对二乙苯，该法利用分子筛内部小于1nm的微孔对具有对称结构的对二甲苯分子进行选择性吸附，实现与其它异构体分离。该分离过程是在相对较高的温度下(180℃)运行，以确保足够的传质速率，降低流动相的粘度以及吸附剂床层上的压降。色谱柱系统压力产生于流动相通过色谱柱需要克服的阻力，与填料形状、粒度大小、填充密度、粒子之间孔隙率有关，另外，阻力还与流动相黏滞性有关。柱系统压力的变化幅度决定了泵、阀与管道耐压能力的选择条件。压力与流速、粒径及的关系还决定流动相与填料的选择。色谱单元柱压高对模拟移动床的调节不利。smb是一串联系统，总压降是各柱压之和。流速的调节造成柱压变化，也造成总压变化，系统的耐压条件也影响smb的分离能力与设备成本。所以，降低系统压力是建立色谱分离的生产工艺必须解决的实际问题。
2、金属有机骨架材料mil系列对混合c8芳烃二甲苯具有选择性好的优势，但大多数mofs由于反应条件苛刻难以规模化制备，且粒径小，直接作为液相固定相使用会引起柱压过大，难用于规模化分离。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对于金属有机骨架材料mil作为固定相分离混合c8芳烃二甲苯存在的问题，提供了一种基于mil-fe固定
2、本专利技术的技术方案为，一种基于mil-fe固定相的色谱分离二甲苯的方法，分离二甲苯的色谱体系如下：
3、固定相：或者为由金属离子fe3+与有机配体对苯二甲酸pta反应生成的mil-fe固定相；或者为将mil-fe与球形色谱sio2混合均匀得到的mil-fe-x&sio2混合固定相，x为混合固定相中mil-fe的质量百分数，x≥30；
4、流动相：或者为溶剂a：正己烷、石油醚、正庚烷和环己烷四种溶剂中的一种，或者溶剂a-二氯甲烷混合溶剂，或者溶剂a-乙酸乙酯混合溶剂；
5、进样液：为质量含量0.5-100％的二甲苯同分异构体混合物溶液，所述二甲苯同分异构体混合物为邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯和乙苯中的至少2种成分；
6、色谱体系操作温度：0-40℃。
7、进一步的，上述的基于mil-fe固定相的色谱分离二甲苯的方法，所述mil-fe以fecl3·6h2o和pta为原料，采用溶剂回流合成法制备。
8、进一步的，上述的基于mil-fe固定相的色谱分离二甲苯的方法，所述mil-fe的制备方法为：用dmf溶解fecl3·6h2o和pta，浓度分别为52-78g/l和32-42g/l，加热至150℃，采用溶剂回流合成法回流5-48h；反应结束后，冷却至室温，通过沉降得到橙色沉淀物和含有未反应原料的dmf溶液；将沉淀物清洗和干燥，最终得到黄色固体粉末即为fe-mofs固定相；洗涤后的dmf和二氯甲烷回收使用。
9、进一步的，上述的基于mil-fe固定相的色谱分离二甲苯的方法，所述mil-fe的粒径范围宽4-20μm，平均粒度13-15μm。
10、进一步的，上述的基于mil-fe固定相的色谱分离二甲苯的方法，混合固定相以mil-fe与≥20μm的sio2混合，用干法裝柱，裝柱完毕冲洗并活化。
11、进一步的，上述的基于mil-fe固定相的色谱分离二甲苯的方法，裝柱完毕后采用石油醚冲洗，二氯甲烷活化；较好的，二氯甲烷活化0.5h。
12、进一步的，上述的基于mil-fe固定相的色谱分离二甲苯的方法，采用色谱单柱分离：对于mil-fe固定相：流动相流速：每小时3-30倍柱体积；对于mil-fe&sio2固定相：流动相流速：每小时3-20倍柱体积。
13、进一步的，上述的基于mil-fe固定相的色谱分离二甲苯的方法，采用smb连续色谱分离，选择以下任意一种工作方式：
14、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，由此在d口与e口之间、e口与f口之间、f口与r口之间、r口与d口之间，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；
15、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；
16、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，由此在p口与e口之间、e口与d口之间、d口与r口之间，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的混合物吸附及脱附带iii带，该模式表示为i带独立的a-b-c；
17、4)任意2～3组上述smb串联；
18、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3-15倍柱体积，进样液f流速qf为0.01-0.5qd，萃余液r流速qr＝qd+qf；在洗脱带中，流动相p流速qp为1-3qd，萃取液e流速qe＝qp；
19、切换时间ts：5-30min。
20、进一步的，上述的基于mil-fe固定相的色谱分离二甲苯的方法，对于吸附分离过程中所使用的流动相，溶剂a-乙酸乙酯混合溶剂中，乙酸乙酯在流动相中体积百分含量≤20％；溶剂a-二氯甲烷混合溶剂中，二氯甲烷在流动相中体积百分含量为5-50％。
21、与现有技术相比，本专利技术的优势在于：
22、1、mil-fe以fecl3·6h2o和pta为原料，在dmf回流条件下合成，原料易得、工艺简单，可以规模化制备；未反应的原料及处理过程的溶剂均可回收使用，对环境无污染。
23、2、mil-fe粒径约13-15μm，直接作为液相固定相使用，色谱柱由此产生的压力小，柱长10cm压力差0.9mpa，可以用于批色谱分离二甲苯，掺入硅球组成mil-fe-x&sio2固定相，可以进一步减小柱压，10cm色谱柱压力差0.3mpa，可以用于规模化分离。
24、3、mil-fe及mil-fe-x&sio2对混合c8芳烃4个组分均具有良好的选择性。
25、4、实现色谱单柱常温分离二甲苯：mil-fe-x&本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于MIL-Fe固定相的色谱分离二甲苯的方法，其特征在于，分离二甲苯的色谱体系如下：
2.根据权利要求1所述的基于MIL-Fe固定相的色谱分离二甲苯的方法，其特征在于，所述MIL-Fe以FeCl3·6H2O和PTA为原料，采用溶剂回流合成法制备。
3.根据权利要求2所述的基于MIL-Fe固定相的色谱分离二甲苯的方法，其特征在于，所述MIL-Fe的制备方法为：用DMF溶解FeCl3·6H2O和PTA，浓度分别为52-78g/L和32-42g/L，加热至150℃，采用溶剂回流合成法回流5-48h；反应结束后，冷却至室温，通过沉降得到橙色沉淀物和含有未反应原料的DMF溶液；将沉淀物清洗和干燥，最终得到黄色固体粉末即为Fe-MOFs固定相；洗涤后的DMF和二氯甲烷回收使用。
4.根据权利要求2或3所述的基于MIL-Fe固定相的色谱分离二甲苯的方法，其特征在于，所述MIL-Fe的粒径范围宽4-20μm，平均粒度13-15μm。
5.根据权利要求1所述的基于MIL-Fe固定相的色谱分离二甲苯的方法，其特征在于，混合固定相以MIL-Fe与
6.根据权利要求5所述的基于MIL-Fe固定相的色谱分离二甲苯的方法，其特征在于，装柱完毕后采用石油醚冲洗，二氯甲烷活化。
7.根据权利要求1所述的基于MIL-Fe固定相的色谱分离二甲苯的方法，其特征在于，采用色谱单柱分离：对于MIL-Fe固定相：流动相流速：每小时3-30倍柱体积；对于MIL-Fe&SiO2固定相：流动相流速：每小时3-20倍柱体积。
8.根据权利要求1所述的基于MIL-Fe固定相的色谱分离二甲苯的方法，其特征在于，采用SMB连续色谱分离，选择以下任意一种工作方式：
9.根据权利要求1所述的基于MIL-Fe固定相的色谱分离二甲苯的方法，其特征在于，对于吸附分离过程中所使用的流动相，溶剂A-乙酸乙酯混合溶剂中，乙酸乙酯在流动相中体积百分含量≤20％；溶剂A-二氯甲烷混合溶剂中，二氯甲烷在流动相中体积百分含量为5-50％。
...【技术特征摘要】
1.一种基于mil-fe固定相的色谱分离二甲苯的方法，其特征在于，分离二甲苯的色谱体系如下：
2.根据权利要求1所述的基于mil-fe固定相的色谱分离二甲苯的方法，其特征在于，所述mil-fe以fecl3·6h2o和pta为原料，采用溶剂回流合成法制备。
3.根据权利要求2所述的基于mil-fe固定相的色谱分离二甲苯的方法，其特征在于，所述mil-fe的制备方法为：用dmf溶解fecl3·6h2o和pta，浓度分别为52-78g/l和32-42g/l，加热至150℃，采用溶剂回流合成法回流5-48h；反应结束后，冷却至室温，通过沉降得到橙色沉淀物和含有未反应原料的dmf溶液；将沉淀物清洗和干燥，最终得到黄色固体粉末即为fe-mofs固定相；洗涤后的dmf和二氯甲烷回收使用。
4.根据权利要求2或3所述的基于mil-fe固定相的色谱分离二甲苯的方法，其特征在于，所述mil-fe的粒径范围宽4-20μm，平均粒度13-15μm。
5.根据权利要求1所述的基于mil-fe固...
【专利技术属性】
技术研发人员：王绍艳，魏伯峰，蔡宏图，王杰，彭博，张凯媛，
申请(专利权)人：辽宁科技大学，
类型：发明
国别省市：
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