Способ получения адсорбента для газовой хроматографии

СОЮЗ ССВЕТСИИХСОЦИАЛИСТИЧЕСИИХРЕСПУбЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ПЮТ СССР 5 Дв ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,(21) 4647455/26(71) Охтинское научно-производственное обьединение "Пластополимер" иНаучно-исследовательский институтхимии при Горьковском государственном университете им. Н.И. Лобачевского(56) Успехи химии, 1981, т.50, В 9,с. 1680.Авторское свидетельство. СССРВ 1125002, кл. В 01 Р 15/08, 1983,(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АДСОРБЕНТА ДЛЯГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ Изобретение относится к способамполучения адсорбентов для газохроматографического разделения смесей органических веществ, в частности позиционных изомеров: мета- , пара- иортоизомеров ароматических углеводородов, включая непредельные, например изомеры метилстирола, которыеявляются ценным исходным сырьем дляполучения новых марок теплостойкихполистирольных пластиков,Цель изобретения - повышение эффективности и селективности разделения позиционных изомеров ароматических углеводородов и увеличение области использования адсорбента801642371 А 1 1 Я)5 С 01 Е 30/48, В 01 В 15/08(57) Изобретение относится к способам получения адсорбента для газовой хроматографии и позволяет повысить эффективность и селективность разделения позиционных изомеров ароматических углеводородов и увеличи; ь область использования адсорбента Силохром Сдегидроксилируют при 800-900 С в потоке гелия и заливают насыщенньм раствором хлористого калия в четырех- хлористом углероде. Через 2 ч раствор сливают, а адсорбент высушивают при 80 С. п, и - Азоксифенетол наносят нао силохром из абсолютированного бензола в три приема, увеличивая концентрацию раствора фазы до содержания фазы 7, 5 - 12 Х от массы силохрома, Бензол выпаривают и доводчт адсорбент до сыпучего состояния, 2 табл,С: П р и м е р 1, А,Получение адсор- ф бента, М46,25 г носителя (силохром С)с размерами частиц в пределах 0,16 0,25 мм дегидроксилируют путем прокаливания в муфельной печи при 850 4 +50 С в токе обезноженного гелия в течение 5 1. 0,5 ч. Гелий подается в печь при давлении 1,2-1,5 атм через систему очистки, заполненную прокален- ,3 Ь ным крупнозернистым (,-3 мм) силика- д, гелем Св смеси с молекулярными ситами ИаХ и СаА, Затем носитель помещают в эксикатор над прокаленнымхлористым кальцием и охлаждают в течение 2 - 3 ч. В обезвоженном четы 1642371.реххлористом углероде в количестве250 смэ приготавливают насыщенныйраствор хлористого калия при 80 С ипропитывают им силохром Св течение 2 ч, избыток раствора сливают,а затем удаляют остаточный растворитель сухим выпариванием при 80 С приосторожном перемешивании.Навеску и, и -азоксифенетола вколичестве 3,75 г (иэ расчета 7,5 Жот массы адсорбента) растворяют в150 смобезвоженного бензола. Растворразделяют на три равные части по50 см . К первой части добавляют100 см Э бензола, к второй - 50 см3бензола,а третью часть оставляютбез изменения (растворы Ю 1, 2, 3соответственно). Полученные растворыпоследовательно в порядке увеличенияконцентрации ЖКС наносят на силохромследующим образом. Силохром заливаютв выпарительной чашке раствором ЖКСВ 1 и оставляют для пропитывания на 2 чпри осторожном перемешивании, Затемпри нагревании до 80 С выпариваютбензол и доводят адсорбент до сыпучего состояния. Операцию повторяют,используя растворы Р 2 и 3,Б. Разделение позиционных изомеровароматических углеводородов,Чистую и сухую стеклянную колонку 5,0 Ф 0,003 м заполняют приготовленным адсорбентом и продувают гелием в термостате хроматографа в течение 8 ч при ступенчатом подьеме температуры от 60 до 140 С, Колонкуосоединяют с детектором ионизации впламени водорода. Четырехкомпонентнуюсмесь: позиционных изомеров ароматических углеводоров мета-,этилтолуол,пара-этилтолуол, мета-этилстирол,пара-метилстирол отбирают микрошприцем МШв количестве 0,2 мм иЭхроматографируют при температуре колонки 100 С. Коэффициент селективносо,ти М и эффективность разделения(ВЭТТ, см) для пар трудноразделяемыхкомпонентов для примера 1 и всех последующих примеров приведены втабл. 1 и 2.П р и м е р 2. На колонке, приготовленной по примеру 1, и в тех жеусловиях хроматографируют четырехкомпонентную смесь трудноразделяемыхуглеводородов с различным строениеммолекул:циклогексан, гексан, толуол, гептан. П р и м е р 3. Получают адсорбент в условиях примера 1 но содержащий и, и -азоксифенетол в количестве 123/в расчете на массу адсорбента. Четырехкомпонентную смесь позиционных изомеров ароматических углероводородов хроматографируют аналогично примеру 1, но при температуре колонки 120 зС.П р и м е р 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, хроматографируют четырехкомпонентную смесь позиционных изомеров ароматических углеводородов: мета-этилтолуол, пара.- этилтолуол, мета-метилстирол, параметилстирол, но при температуре ко" ланки 140 С.П р и м е р 6, На колонке, приготовленной по .примеру 1, хроматографируют четырехкомпонентную смесь трудноразделяемых углеводородов: циклогексан, гексан, толуол, гептан, но при температуре колонки 137 С.П р и м е р 7 (контрольный по прототипу).А. Получение адсорбента.46,25 г носителя (силохром С) с размерами частиц в пределах 0,16- 0,25 мм помещают в выпарительную чашку. Навеску п-Н-октилоксибензойной кислоты 3,75 г (из расчета 7,57 от массы адсорбента) растворяют в 150 смз обезвоженного бензола. Раствор разделяют на три равные части по 50 смз .К первой части добавляют 100 смобезвоженного бенэола, к второй части - 50 см, а третью часть оставляют без изменения (растворы У 1,2,3 соответственно). Полученные растворы последовательно, в порядке увеличения концентрации ЖКС наносят на силохром следующим образом: силохром заливают в выпарительной чашке раствором ЖКС В 1 и оставляют для пропитывания на 2 ч при осторожном перемешивании заотем при нагревании до 70-80 .С выпаривают бензол и доводят адсорбент до сыпучего состояния. Операцию повторяют дважды, используя растворы В 2 и 3.5 164Б. Разделение позиционных изамеров,Чисгую и сухую стеклянную колонку 5,0 х 0,003 м заполняют пригатсвленным адсорбентом и продувают гелием.в термостате хроматографа в течение8 ч при. ступенчатом подъеме температуры от 60 до 1.40 оС. Колонку соединяют с детектором ионизации в пламениводорода. Четырехкампанентную смесьпозиционных изомерав ароматическихуглеводородов: мета-этилтолуол, параэтилтолуол, мета-метилстирол, параметилстирол отбирают микрашприцемИИв количестве 0,2 мм и храматаграфируют при температуре колонки100 С. Разделения изамеров нет .П р и м е р 8 (контрольный па прототипу).На колонке, приготовленной по примеру 7, храматаграфируютчетырехкомпонентную смесь труднораэделяемыхуглеводородов с одинаковым числаматомов углерода; циклагексан, гексан,толуол, гептан при температуре ко.лонки 100 С,П р и м е р 9 (контрольный по про-.тотипу).На колонке, приготовленной па примеру , храматаграфирувг четырехкампоненткую смесь позиционных изамеравмета-этилталуал, пара-этилтолуал,мета-метилстирол,. пара-этилстирал,но при температуре колонки 120 СРазделения позиционных иэомеравкет.П р и м е р 10 (контрольный попрототипу),На колонке, приготовленной по примеру 7, храматаграфируют четырехкомпонентную смесь труднораэделяемыхуглеводородов с одинаковым числоматаман углерода: циклогексан, гексан,толуол, гептан при температуре колонкиП р и м е р 11 (контрольный).А. Получение адсорбента,46,25 г носителя (силохрам С-ЯО)с размерами частиц в пределах 0,160,25 мм помещают в внпарителькуючашку. Навеску п,п -азоксифенетола3,75 г (из расчета 7,5 Х ат массыадсорбента) растварягог в 150 смобезвоженного бензола. Раствор разделяют на три равные части по 50 см .К первой части добавляют 100 смобезвоженного бензола, к второйчасти - 50 см бензала, а третью2371 6 5 1015 20ЗО 35 40 часть оставляют беэ изменения (растворы У 1,2,.3 соответственна). Полученные растворы последовательно,. в порядке увеличения концентрации БЕС накосят на силах",.ам следующим образом; силахрам эапиват. в выпа- рительнай чашке раствором ВКС Р 1 и асгавляют для прапитывакия па 2 ч при осторожном перемешпванпи, затем при нагревании да 70-80 оС выпаривают бензал и доводят адсарбект до сыпучегосостояния, Операцию па в торя ютдважды, используя растворы 1 г 2 и 3.Б. Разделение позиционных иэамерав .Чисгую и сухую стеклянную колонку 5,00003 м эапалппог пригатагленным адсарбентом и працувафот гелием в термостате хроматаграфа в течение Я ч при ступенчатом подъеме температуры ат 60 да 140 С. Колонку саедипя"от с детектором ианиэацпп в пламениводорода. Четырехкампаненткую смесь позиционных изамеров ароматических углеводородов мета-этилталуол, параэтилталуал, лета-метилстирал, параметплстирал отбирают микрашприцемИШв количестве О, 2 мм и хромагографируют при температуре колонки МО С.П р и и е р 12 (контрольный).На колонке, приготовленной па примеру 11, храматаграфпруют.четырехкомпацентную смесь труднараэделяемых углеводородов с одинаковым чпспам атомов углерода: циклагексан. гексан, талуол, гептан, на прп темпера гуреоколонки 137 С. Пара соединений гексан-циклагексан не разделяется.Пример 13.Л. Получение адсарбента.Предварительную обработку силохрома С(навеска 45 г) проводят аналогично примеру 1,Навеску п,п -аэаксифенетола в каличестве 5 г (иэ расчета 10/ от массыадсорбента) растворяют в 150 слР.обезвоженнога бензала, а затем проводят ступенчатую абрабагку силахрама0-80 данным растворам пс прпмеру 1,Б. Разделение позиционных иэомерапароматических углеводородов,Чистую и сухую стеклянную колонку5,00,003 м заполняют приготовленнымадсорбентом и продувают гелием в термостате хроматаграфа в течение 8 чпри ступенчатом подъеме температурыо,от 60 да 140 С. Колонку соединяютс детектором ионизации в пламени во1642371 Та блица 1 Пример Температура колонки, Со Параметры разделения предлагаемого ацсорбенга ВЭТТ, см Ы 100 е ею0,07О, 10 1,330,300,11 1,110,10 1,080,26 1,050,070,08 1,23О, 130,130,05 100 100 120120 120 дорода. Четырехкомпонентную смесь позиционных изомеров ароматических углеводородов мета-этилтолуол, параэтилтолуол, мета-этилстирол, параэтилстирол отбирают микрошприцем МШв количестве 0,2 мм и.хроматографируют при температуре колонки 120 ОС. Значения ф, и ВЭТТ приведены в табл.1. 1011 р и м е р 14, На колонке, приготовленной по примеру 13, хроматограФируют четырехкомпонентную смесь трудноразделяемых углеводородов с одинаковым числом атомов углерода: циклогексан, гексан, толуол, гептвн при температуре колонки 12 ООС. Значения М и ВЭТТ приведены в табл.1,Из приведенных примеров видно, что по предлагаемому способу в широком 20 температурном интервале (100 - 140 С) стало возможным разделение как позиционных 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 (06) также значительно увеличилась по 30 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 (приСоединения входящие ванализируемую смесь 1 Мета-метилс тиролпара-ме тилстирол, мета-этилтолуолпара-этилтолуол 2 Толуол-гептан,гексан-циклогексан.3 Мета-метилстиролпара-метилстирол мета-этилтолуолпара-этилтолуол 4 Толуол-гептан мер 3), разделение которых по спосо"бу-прототипу было невозможно. Приэтих условиях по предлагаемому способу сохраняется удовлетворительноеразделение углеводородов с одинаковымчислом атомов углерода (пример 2),что позволяет рекомендовать адсор-бент, полученный по предлагаемомуспособу, в качестве универсальногодля разделения различных трудноразделяемых углеводородов в широком тем"пературном интервале. ф о р м у л а изобретения Способ получения адсорбента для газовой хроматографии, включающий ступенчатую обработку силохрома расгвором жидкого кристалла в органическом растворителе возрастающей концентрации с последующим удалением растворителя при нагревании до сыпучего состояния адсорбента, о т л и - ч а ю щ и й с я 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, обрабатыдают насыщеиным раствором хлористого калия в обезвоженном четыреххлористом углероде, а в качестве жидкого кристалла используют п,п -аэоксифенетол в количестве 7,5-12% от массы адсорбента.1642371 Продолжение табл. 1 При- Соединения, входящие вмер анализируемую смесь ТемпеПараме гры наяделения предлагаемого адсорбенга ратура колоно, кит ВЭТТ см Ы 1, 18 1,38 140 140 137 137 120 1, 19 1 ф 5 1,24 1,35 120 120 14 1,2 1,27 Та блица 2 Контрольный приме Параме:ры разделения адсорбента ВЭТТ см . 0 7 (по прототипу) 8 (по прототипу) 9 (по прототипу)10 (по прототипу) 12 Составитель Т.Чиликина Редактор М,Циткина Техред М.Дндык Корректор В.ГирнякЗаказ 1144 Тираж 411 ПодписноеВНИЦПЩ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКЧТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат ",Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 гексан-циклогексанМета-метилстиролпара-метилстиролмета-. этилтолуолпара-метилтолуолТолуол-гепган:гексан-циклогексанМета-метилстиролпара-метилстиролМета-этилголуол -пара-этилтолуолТолуол-гептан,гексан-циклогексан Нег Нет 0,15 0,3Нет Нет 0,20 0,30 0,14 0,60 0,40Нет О, 1 О0,05 0,05 0,09 О, 08 0,05 0,09 0,05 0,06 О, 11 О, 10 0,05 0,07 деления деления1,05 1,05 деления деления1, 10 1,05 1,06 1,03 деления