梯度洗脫溶劑乙醇的提純方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及溶劑提純領域,特別涉及一種梯度洗脫溶劑乙醇的提純方法。
【背景技術】
[0002] 梯度洗脫(gradient elution)又稱為梯度淋洗或程序洗脫。在氣相色譜中,為了 改善對寬沸程樣品的分離和縮短分析周期,廣泛采用程序升溫的方法。而在液相色譜中對 組分復雜的樣品則采用梯度洗脫的方法。即在同一個分析周期中,按一定程序不斷改變流 動相的濃度配比,稱為梯度洗脫。從而可以使一個復雜樣品中的性質差異較大的組分能按 各自適宜的容量因子k達到良好的分離目的。
[0003] 流動相由幾種不同極性的洗脫溶劑組成,通過改變流動相中各溶劑組成的比例來 改變流動相的極性,使每個流出的組分都有合適的容量因子k,并使樣品中的所有組分可在 最短時間內實現最佳分離。具體地講,當樣品隨梯度起點的流動相進入色譜柱入口時,由于 起點流動相中洗脫溶劑A含量較低,樣品中的化合物Bl (保留性適中)和化合物B2 (保留 性較強)因容量因子k較高而滯留于色譜柱入口附近,幾乎未移動。一段時間后,A的含量 增加到一定數值,Bl的k值達到足夠小(比如小于10),其在柱中的移動速率明顯增大,并 且隨著A的增加,其移動速率愈加快速,直到tBl (樣品在色譜柱中的停留時間)時流出色 譜柱,被檢測器檢測到并被記錄成色譜峰Bl。A的含量持續增加,在隨后的某個時間點,B2 的k值也降到10以下,B2的移動速率也開始變快,以與Bl類似的方式于tB2被洗脫出色 譜柱,被檢測器檢測到并被記錄成色譜峰B2。
[0004] 作為流動相中的洗脫溶劑,純度要求高,避免雜質等不確定因素干擾檢測器檢測 樣品組分,保證洗脫溶劑使用時具有高再現性。乙醇作為一種常用的梯度洗脫溶劑,提純十 分困難。工業上合成乙醇一般采用乙烯和水位原料,在催化劑作用下經加成反應制得。在 粗乙醇中加入苯作脫水劑,用共沸法帶走水分后經分餾制得無水乙醇。采用上述方法制得 的乙醇含有醛類、烯烴類、苯類和水等雜質,純度不高。高純度乙醇大多依賴進口,導致成本 較高,受國外技術牽制程度較大。所以研制出一種乙醇提純的方法尤為迫切。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是為了克服現有技術中的不足,提供一種可提高乙醇純度的梯度洗 脫溶劑乙醇的提純方法。
[0006] 為實現以上目的,本發明通過以下技術方案實現:
[0007] 梯度洗脫溶劑乙醇的提純方法,其特征在于,包括如下步驟:
[0008] a.取原料乙醇,將其通入裝有改性活性碳的吸附劑柱進行吸附處理;用于去除含 碳碳雙鍵的有機化合物,如烯烴,芳香烴等;其中活性碳可選用粒徑為20~100目的椰殼活 性碳、杏殼活性碳、木質活性碳或煤質活性碳。
[0009] b.將步驟a所得的乙醇通入裝有離子交換樹脂的吸附劑柱進行吸附處理,去除醛 類和金屬離子雜質,得到純度> 99. 99% (wt)的梯度洗脫溶劑乙醇。其中離子交換樹脂優 選粒徑為0.0 l~0. 2cm的強酸性陽離子交換樹脂或強堿性陰離子交換樹脂。
[0010] 優選地是,原料乙醇以〇. 5~30柱體積/小時的速度流經裝有改性活性碳的吸附 劑柱。
[0011] 優選地是,改性活性碳為表面附著氧化性酸溶液的活性碳。所述氧化性酸包括但 不限于濃硝酸、稀硝酸,濃硫酸,次氯酸,氯酸,亞氯酸,高氯酸,亞硝酸。
[0012] 優選地是,乙醇以0. 5~15柱體積/小時的速度流經裝有離子交換樹脂的吸附劑 柱。
[0013] 優選地是,離子交換樹脂表面附著乙腈或醇類化合物。醇類化合物包括但不限于 甲醇,乙醇。
[0014] 優選地是,所述步驟a中,將原料乙醇通入吸附柱前,向原料乙醇中加入碳酸鈉, 將pH值調節至7~8的范圍內;振搖,使碳酸鈉與原料乙醇中的有機酸雜質充分反應,生產 鹽類沉淀物;靜置分層后,棄去水層,并對溶有乙醇的有機層進行過濾,保留溶有乙醇的濾 液。
[0015] 優選地是,所述步驟a中,將原料乙醇通入吸附劑柱之前,先將其通入裝有粒徑為 20~100目的3A/4A分子篩的吸附劑柱。
[0016] 優選地是,原料乙醇以0. 5~30柱體積/小時的速度流經裝有分子篩的吸附劑 柱。
[0017] 優選地是,分子篩表面附著有質量濃度為0. 5~1. 5%的氫氧化鋁溶液,用于去除 苯類和極性化合物類雜質。
[0018] 優選地是,還包括步驟c,將吸附后的乙醇進行精餾;精餾釜加熱溫度為80~ 90°C、釜中乙醇液體溫度為79~83°C、出液溫度為77~79°C、控制回流比4 :1~8 :1。
[0019] 本發明提供的梯度洗脫溶劑乙醇的提純方法,可得到純度> 99. 99% (wt)的乙 醇,滿足梯度洗脫溶劑的高純度要求,使提純得到的乙醇能夠應用于梯度洗脫領域,擴大了 應用范圍。本發明提供的提純方法,填補了國內高純度乙醇的生產空白,降低了進口所需成 本,同時減輕了受國外技術牽制的程度。本發明提供的提純方法,產品收率>98%,收率高, 還具有能耗低、生產過程簡便、運行穩定、適用于工業化生產等優點。
【具體實施方式】
[0020] 下面結合實施例對本發明進行詳細的描述:
[0021] 實施例1
[0022] 梯度洗脫溶劑乙醇的提純方法,其特征在于,包括如下步驟:
[0023] a.取純度為99. 5% (wt)的原料乙醇,加入碳酸鈉將溶液的pH調節至7,并振搖使 碳酸鈉與原料乙醇內的有機酸雜質充分反應,生成鹽類沉淀物;靜置分層,棄去水層,過濾 有機層,保留濾液。
[0024] 將上述濾液以20柱體積/小時的速度通入裝有表面附著有氫氧化鋁的3A分子篩 的吸附劑柱,進一步去除有機層內的水分,同時去除乙醇中的苯類、極性化合物等雜質。氫 氧化錯的質量濃度為0. 5%, 3A分子篩的粒徑為100目。吸附后,乙醇含水量< 0. 01% ;本 步驟中利用分子篩除去經萃取后乙醇中的水分,如水分含量> 〇. 01%需更換分子篩后再繼 續進行分子篩吸附處理。緊接著,將上述流出液以30柱體積/小時的速度通入裝有改性活 性碳的吸附劑柱,改性活性碳為經濃硝酸浸泡過的粒徑為55目的活性碳,用于去除含碳碳 雙鍵的有機化合物,如烯烴,芳香烴等;由于碳碳雙鍵為可吸收紫外可見光的基團,所以去 除含碳碳雙鍵的有機化合物可大大提高提純后的乙醇的透光度。
[0025] b.將上述流出液以0. 5柱體積/小時的速度通入裝有表面附著有乙腈的強酸性 陽離子交換樹脂的吸附劑柱,用于除去醛類、金屬離子等雜質。強酸性陽離子樹脂的粒徑為 0.1cm〇
[0026] c.將上述經吸附處理后的乙醇打入精餾塔進行精餾,即得純度彡99. 99% (wt)的 梯度洗脫溶劑乙醇。
[0027]精餾可采用公知方法進行。本發明的一種優選方式為,精餾釜加熱溫度為80°C、釜 中乙醇液體溫度為79°C、出液溫度為78. 5°C、控制回流比4 : 1。精餾出液檢測合格后裝 瓶,充氮氣保存。
[0028] 實施例2
[0029] 梯度洗脫溶劑乙醇的提純方法,其特征在于,包括如下步驟:
[0030] a.取純度為99. 5% (wt)的原料乙醇,加入碳酸鈉將溶液的pH調節至8,并振搖使 碳酸鈉與原料乙醇內的有機酸雜質充分反應,生成鹽類沉淀物;靜置分層,棄去水層及沉 淀,過濾有機層,保留濾液。
[0031] 將上述濾液以30柱體積/小時的速度通入裝有表面附著有氫氧化鋁的3A分子篩 的吸附劑柱,進一步去除有機層內的水分,同時去除乙醇中的苯類、極性化合物等雜質。氫 氧化鋁的濃度為1.5%,3A分子篩的粒徑為20目。吸附后,乙醇含水量<0.01% ;本步驟 中利用分子篩除去經萃取后乙醇中的水分,如水分含量> 〇. 01%需更換分子篩后再繼續進 行分子篩吸附處理。緊接著,將上述流出液以15柱體積/小時的速度通入裝有改性活性碳 的吸附劑柱,改性活性碳為經濃硫酸浸泡過的粒徑為100目的活性碳,用于去除含碳碳雙 鍵的有機化合物,如烯烴,芳香烴等;由于