Способ получения адсорбента для газовой хроматографии Советский патент 1991 года по МПК G01N30/48 B01D15/08 

Изобретение относится к способам получения адсорбентов для газохроматс- графического разделения смесей органических веществ, в частности позиционных изомеров: мета- s пара- и ортоизомеров ароматических углеводородов, включая непредельные, например изомеры метилстирола, которые являются ценным исходным сырьем для получения новых марок теплостойких полистирольных пластиков.

Цель изобретения - повышение эффективности и селективности разделения позиционных изомеров ароматических углеводородов и увеличение области использования адсорбента

Пример 1„ А.Получение адсорбента,,

46,25 г носителя (снлохром С-80) с размерами частиц в пределах 0,16 - 0,25 мм дегидроксилируют путем прокаливания в муфельной печи при 850 ± +53°С в токе обезноженного гелия в течение 5 i 0,5 ч„ Гелий подается в печь при давлении 1,2-1,5 атм через систему очистки, заполненную прокаленным крупнозернистым (1-3 мм) силика- гелем С-4 в смеси с (молекулярными ситами NaX и СаА. Затем носитель помещают в эксикатор над прокаленным хлористым кальцием и охлаждают в течение 2 - 3 ч. 1 обезвоженном четыоэ

ГС

со

4

реххлористом углероде в количестве 250 см приготавливают насыщенный раствор хлористого калия при 80°С и пропитывают им силохром С-80 в течение 2ч, избыток раствора сливают, а затем удаляют остаточный растворитель сухим выпариванием при 80°С при осторожном перемешивании.

Навеску n, nr-азоксифенетола в

количестве 3,75 г (из расчета 7,5% от массы адсорбента) растворяют в 150 см обезвоженного бензола. Раствор разделяют на три равные части по 50 см. К первой части добавляют 100 см бензола, к второй - 50 см бензола, а третью часть оставляют без изменения (растворы № 1, 2, 3 соответственно)„ Полученные растворы последовательно в порядке увеличения концентрации ЖКС наносят на силохром следующим образом. Силохром заливают в выпарительной чашке раствором ЖКС № 1 и оставляют для пропитывания на 2 ч при осторожном перемешивании. Затем при нагревании до 80°С выпаривают бензол и доводят адсорбент до сыпучего состояния. Операцию повторяют, используя растворы № 2 и 3.

Б. Разделение позиционных изомеров ароматических углеводородов.

Чистую и сухую стеклянную колонку 5,0 Х0,003 м заполняют приготовленным адсорбентом и продувают гелием в термостате хроматографа в ние 8 ч при ступенчатом подъеме температуры от 60 до 140 С. Колонку соединяют с детектором ионизации в пламени водорода Четырехкомпонентную смесь позиционных изомеров аромати- ческих углеводоров мета-этилтолуол, пара-этилтолуол, мета-этилстирол, пара-метилстирол отбирают микрошприцем МШ-10 в количестве 0,2 мм и хр.оматографируют при температуре ко- лонки 100°С. Коэффициент селективности фй и эффективность разделения (ВЭТТ, см) для пар трудноразделяемых компонентов для примера 1 и всех последующих примеров приведены в табл 1 и 2о

Пример 20 На колонке, приготовленной по примеру 1, и в тех же условиях хроматографируют четырехком понентную смесь трудноразделяемых углеводородов с различным строением молекул: циклогексан, гексан, толуол, гептан.

5 0 5

0

j 0 5 Q

5

П р и м е р 3„ Получают адсорбент в условиях примера 1, но содержащий п, п -азоксифенетол в количестве 12% в расчете на массу адсорбента. Четырехкомпонентную смесь позиционных изомеров ароматических углероводоро- дов хроматографируют аналогично примеру 1, но при температуре колонки 120°Со

Пример 4. На колонке, приготовленной по примеру 1, хроматографируют Четырехкомпонентную смесь трудноразделяемых углеводородов с одинаковым числом атомов углерода: циклогексан, гексан, толуол, гептан, но при температуре колонки 120°С,

П р и м е р 5. На колонке, приготовленной по примеру 1, хроматографи- ругог Четырехкомпонентную смесь позиционных изомеров ароматических углеводородов: мета-этилтолуол, пара- этилтолуол, мета-метилстирол, пара- метилстирол, но при температуре колонки 140°С.

Примерб. На колонке, приготовленной по примеру 1, хроматографируют Четырехкомпонентную смесь трудноразделяемых углеводородов: циклогексан, гексан, толуол, гептан, но при температуре колонки 137°С.

Пример (контрольный по прототипу) .

А. Получение адсорбента.

46,25 г носителя (силохром С-80) с размерами частиц в пределах 0,16- 0,2Ь мм помещают в выпарительную чащ- ку. Навеску п-Н-октилоксибензойной кислоты 3,75 г (из расчета 7,5% от массы адсорбента) растворяют в 150 см3 обезвоженного бензола. Раствор разделяют на три равные части по 50 см3. К первой части добавляют 100 см1 обезвоженного бензола, к второй части - 50 см3, а третью часть оставляют без изменения (растворы № 1,2,3 соответственно). Полученные растворы последовательно, в порядке увеличения концентрации ЖКС наносят на силохром следующим образом: силохром заливают в выпарительной- чашке раствором ЖКС № 1 и оставляют для пропитывания на 2 ч при осторожном перемешивании, затем при нагревании до 70-80°С выпаривают бензол и доводят адсорбент до сыпучего состояния. Операцию повторяют дважды, используя растворы № 2 и 3.

Б. Разделение позиционных изомеров.

Чистую и сухую стеклянную колонку 5,0x0,003 м заполняют приготовленным адсорбентом и продувают гзлисм. в термостате хроматографа в течение 8 ч при ступенчатом подъеме температуры от 60 до 140°С. Колонку соединяют с детектором ионизации в пламени водорода, Четырехкомпонентную смесь позиционных изомеров ароматических углеводородов: мета-этилтолуол, пара- этилтолуол, мета-метилстирол, пара- метилстирол отбирают микрошприцем МШ-10 в количестве 0,2 мм3 it хромато-- графируют при температуре колонки 100°С. Разделения изомеров нет.

П р и м е р 8 (контрольный по прототипу) ,

На колонке, приготовленной по примеру 7, хроматографируюг четырехком- понентную смесь трудноразделяемых углеводородов с одинаковым числом атомов углерода: циклогексан, гекоан, толуол, гептан при температуре, колонки 100° С.

Пример9 тотипу).

(

контрольный по про-

10

15

20

25

часть оставляют без изменения (растворы № 1,2,3 соответственно). Попу- ченняе растворы последователь.о, в порядкэ увеличения конце«тряции ЖКС наносят на силохгом следующим образом: силохром запивав в выпарительной чашке раствором ЖКС № 1 и оставляют для пропитывания на 2 ч при осторожном перемешивание затем при нагревании до 70-80°С выпаривают бензол и доводят адсорбент до сыпучего состояния. Операцию повторяют дважды, используя растворы W 2 и. 3,

Б. Разделение позиционных изомеров.

Чистую и сухую стрелянную колонку S. м залолитют пригогоглел- ным адсорбентом и nj-ецувают гелием в ггрмоспате хроматографа в топлено 8 ч при ступенчатой подъеме температуры от ЬО до 140 С. Колонку соединяют с детектором ионизации в апаменн ьодорода. Четырехкокпоненгкую смесь позиционных изомеров ароматических углеводородов мета-эгилтолуол, пара- эгилтолуол, мета-мегилстирол, метнлстирол отбирают микрошприпем МШ-10 в количестве 0,2 мм3 и хрома- юграфируют при температуре колонки

Изобретение относится к способам получения адсорбента для газовой хроматографии и позволяет повысить пффектнЕНОсть и селективность разделения позиционных изомеров ароматических углеводородов и увеличить область использования адсорбента„ CimoxpOM С-80 дегидроксилируют при 800-900 С в потоке гелия и заливают насшч -нным раствором хлористого калия н четырех- хлористом углероде„ Через 2 ч раствор сливают, а адсорбент высушивают при 80°С. п, n -Азокеифенетол наносят на силохром из абсолютированного бензола в три приема, увеличивая концентрацию раствора фазы до содержания фазы 7,5 - 12% от массы силохрома. Бен зол выпаривают и доводят адсорбент до сыпучего состояния о 2 табло

На колонке, приготовленной по при- 30 МО С.

меру 7, хроматографируюг четырехком- понентную смесь позиционных изомеров мета-этилтолуол, парг.-этилтолуол, мета-метилстирол, пара-зтилстирол, но при температуре колонки 120°С.

Разделения позиционных изомеров нет.

Пример 10 (контрольный по прототипу).

На колонке, приготовленной по примеру 7, хроматографируют четырехком- понентную смесь трудноразделяемых углеводородов с одинаковым числом атомов углерода: циклогексан, гексан толуол, гептан при температуре колонки 120®С.

Пример 11 (контрольный).

А. Получение адсорбента,

46,25 г носителя (силохром С-80) с размерами частиц в пределах 0,16- 0,25 мм помещают в выпарительную чашку. Навеску п,п -азоксифенетола 3}75 г (из расчета 7гЬ% от массы адсорбента) растворяю в 150 см3 обезволенного бензола. Раствор разделяют на три равные части по 50 см3 К первой части добавляют 100 см3 обезвоженного бензола, к второй части - 50 см3 бензола, я третью

5

Пример 12 (контрольный). На колонке, приготовленной по примеру 11, храматографируют четырехком- понентную смесь трудкораздспяемых углеводородов с одинаковым чпспом атомов углерода: циклогехслн. гексп: толуол, гептан, но при температуре колонки 137 С. Пара соединений гек- сан-цикпоггксаи не разделяется. 0 II р и м е р 1 3.

А. Получение адсорбента. Предварительную обработку силохро- ма С-80 (навеска 45 г) проводят ана- логично примеру 1.

5 Навеску п,п -азоксифенетола в количестве 5 г (из расчета 10% от массы адсорбента) растворяют в 150 см3 обезвоженного бензола, а затем проводят ступенчатую обработку силохрома O С-80 данным раствором по примеру 1.

Б. Разделение позиционных изомероп ароматических углеводородов.

Чистую и сухую стеклянную колонку 5,,003 м заполняют приготовленным 5 адсорбентом и продувают гелием в термостате хроматографа в течение 8 ч при ступенчатом подъеме температуры от 60 до 140 С. Колонку соединяют с детектором ионизации в пламени водорода. Четырехкомлонентную смесь позиционных изомеров ароматических углеводородов мета-этилтолуол, пара- этилтолуол, мета-этилстирол, пара- этилстирол отбирают микрошприцем МШ-10 в количестве 0,2 мм3 и хрома- тографируют при температуре колонки 120°С, Значения об и ВЭТТ приведены в табл.1.

Пример 14. На колонке, приготовленной по примеру 13, хроматогра- фируют четырехкомпонентную смесь трудноразделяемых углеводородов с одинаковым числом атомов углерода: циклогексан, гексан, толуол, гептан при температуре колонки 120°С. Значения об и ВЭТТ приведены в табл.1.

Из приведенных примеров видно, чт по предлагаемому способу в широком температурном интервале (100 - 140°С стало возможным разделение как пози- ционных изомеров, так и других трудноразделяемых углеводородов с одинаковым числом атомов углерода. Эффективность разделения значительно возросла, т.е. ВЭТТ по предлагаемому способу уменьшилась 1,5-4 раза (примеры 4,5). Селективность разделения (Об) также значительно увеличилась по сравнению с известным способом от 1,06 до 1,38 (пример 5) и от 1,11 до 1,75 (пример 6). Кроме того, достигнуто хорошее разделение позиционных изомеров при температуре колонки ниже точки мезоморфного состояния ЖКС 100°С (пример 1) и 120°С (при1Мета-метилетирол-пара-ме тилсти рол, мета-этилтолуол- пара-этилтолуол

2Толуол-гептан, гексан-циклогекса

3Мета-метилстирод- пара-метилетирол ме га-этилтолуол- пара-этилтолуол

4Толуол-гептан

мер 3), разделение которых по способу-прототипу было невозможно. При этих условиях по предлагаемому способу сохраняется удовлетворительное разделение углеводородов с одинаковым числом атомов углерода (пример 2), что позволяет рекомендовать адсорбент, полученный по предлагаемому способу, в качестве универсального для разделения различных трудноразделяемых углеводородов в широком температурном интервале.

15 Формула изобретения

Способ получения адсорбента для газовой хроматографии, включающий ступенчатую обработку силохрома раствором жидкого кристалла в органическом растворителе возрастающей концентрации с последующим удалением растворителя при нагревании до сыпучего состояния адсорбента, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и селективности процесса разделения позиционных изомеров ароматических углеводородов и увеличения области использования адсорбента, силохром предварительно дегидроксилируют в токе обезвоженного гелия, обрабатывают насыщенным раствором хлористого калия в обезвоженном четыреххлористом углероде, а в качестве жидкого кристалла используют п,п -аэоксифенетол в количестве 7,5-12% от массы адсорбента.

5

0

5

Таблица 1

164237110

Продолжение табл. 1