Способ разделения и анализа жидких смесей Советский патент 1978 года по МПК G01N31/08 B01D15/08 

температуры; на фиг. 4 - то же для н-алканов (беэ ) . По предлагаемому способу многократные компенсацию и испарения смеси осуществляют в специфическом огра ничительном режиме, используя дополнительный компонент-ограничитель, в полняющий несколько функций: препятствующий выходу из колонки паров смеси, приводящий к разделению компонентов при их перемещении по слою и навязьшаюций им свою скорость движения . Ограничительный режим является антиподом вытеснительной хроматографии и может быть осуществлен, как в газо-жидкостной хроматографии, так и в хромадистилляции при наличии неподвижной фазы на заполнителе. Для его реализации впереди смеси на сло помещают компонент-ограничитель с летучестью большей летучести всех компонентов смеси. В простейшем случае газо-жидкостной хроматографии при образований совершенного раствор адсорбента в неподвижной фазе изотерма адсорбции во всем интервале концентраций записывается следующим образом: а . пт 11 -T-ij- .гдегп число молей неподвижной фазы в единице объема сорбента; число молей адсорбируемого компонента; (°- его относительное .деление давление насыщенного пара компо кента; Частный случай уравнения (1) осу ществляется при отсутствии неподвиж фазы ( tn-o ) .

Величина адсорбации при этом равна нулю при всех концентрациях и может иметь произвольное значение при 1 1 В этом случае имеет место предельно вогнутая изотерма, и процесс разделения сводится к многократным актам конденсации и испарений.

На фиг. 1 схематично изображены в соответствии с уравнением (1) изотермы 1 и 2 двух компонентов смеси и изотерма 3 кoмпoнeнтa-oгpaни n тeля при наличии неподвижной фазы. Прямая ОМ, как и в вытеснительном анализе, определяет здесь концентрации компонентов С и Cj, при которых скорость их движения равна скорости движения компонента-ограничителя. На фиг. iS аналогичная схема представлена для случая отсутствия неподвижной фазы ( tn «О ) . Величина Oj определяет при этом количество жидкости в единице объема слоя. Как видно из схемы, в каждой полосе находится чистый жидк компонент, а зоны разделенных компонентов на .слое располагаются последовательно {см. фиг. 2 ). (1)

кирпиче, температура 43 С, мл/мин. Ограничитель н-гексан предварительно наносят на колонку, а затем через некоторое время вводят через тот же

5 дозатор смесь. Сравнение высот ступеней с высотами, полученными в опытах с индивидуальными веществами, а также результаты анализа свидетельствуют о полном разделении (см.фиГ.З). Важно

0 отметить, что ограничительная хроматография приводит к обогащению компонентов, от парциального давления в смеси до концентрации, отвечающей насыщенному пару.

5 П р и м е р 2. Для разделения смеси н-алканов СдCjg (без с,, ) в ограничительной хроматографии с программированием температуры условия опыта слецунвдие: разделительная колонка (L 100 см, d 0,3 см) заполнена стеклянными шариками диаметром 0,2 мм; газноситель-гелий; скорость потока 36 мл/мин; температура начальная - комнатная; ООГР .т 0,2 мл;0|; 0,2 мл; хроматограф Цвет-104. Хромадистограмма представлена на фиг. 4. Иэ условия движения всех компонентов одной скоростью, определяемой скоостью испарения ограничителя, слеует, что в режиме разделенных компоентов для всех зон должно соблюдатья соотношение, -2- . const Рассмотрение баланса вещества на границах зон приводит к следующему соотношению, которое определяет моент полного разделения двухкомпонентной смеси на зоны чистых веществ: .(.).f) гдеОдгр см количество ограничителя и количество смеси соответственно, нанесенное последовательно в колонк у; мольная доля компонента в жидкости;-РгГ н н. -Р., Cj - концентрация насыщенного пара i-го компонента. Пример. Для разделения смеси (, в ограничительном режиме хрюматографическую установку собирают таким образом, чтобы на сравнительной камере катарометра можно было регистрировать результаты элюентного анализа проб, выходящих с хромадистилляционной колонки ( I. 100 см, д 0,3 см), заполненной стеклянными шариками диаметром 0,7 мм. Условия опыта: газ-носитель-гелий, скорость noTOKaVj5 l8 мл/мин, температура колонки 21 с. Смесь , :С -4:3:1:0,4;q о,3 мл; Q, о : -4 :3 :1: О, 4 ;Ч 0,3 мл; QorpCb) 0,5 мл. Разделительная колонка ( см; of 0,2 см) заполнена 25% фазы (гексадекан+тетрадекан) на инзенском

Использование предлагаемого способа разделения и анализа жидких смесей обеспечивает следующие преимущества по сравнению с известными:

а)высокую производительность получения чистых веществ;

б)снижение энергетических затрат;

в)возможность определения физико-химических характеристик компонентов смеси,

Формула изобретения

1. Способ разделения и анализа jg жидких смесей, заключающийся в нанесении смеси на инертный носитель в колонке и воздействии на газового потока в изотермических условиях, о т личающийс я тем, что, с целью „л повышения производительности и разделения и обогащения примесей, на колонку до ввода разделяемой смеси наносят компонент-ограничитель, обладающий

летучестью не меньше летучести всех компонентов смеси, при этом разделение смеси осуществляют путёмраст ворения ее компонентов, в ограничителе и многократных конденсации и испарения компонентов смеси на носителе ко лонки при движении их вдоль последней.

2.Способ попЛ, oтличaюю щ и и с я тем, что, с целью ускорения разделения, в процессе разделе ния повышают температуру колонки во времени.

3.Способ по пп.1и2, отличающийся тем, что, с целью ускорения разделения, изменяют скорость газового потока во времени вдс1ль колонки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: ,

1.Заявка № 2064913/25, от 08.10.74 по которой вынесено решение о выдаче авт9рского свидетельства.

2.Авторское свидетельство СССР № 25536, № кл. 01 N 31/08, 1967.

S

3