Способ получения адсорбента для газовой хроматографии

 

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 четыреххлористом 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

СОЮЗ СОВЕТСИИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ

РЕСПУбЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ; (21) 4647455/26 (22) 07., 02.89 (46) 15.04.91. Бюл. h" 14 (71) Охтинское научно-производственное обьединение "Пластополимер" и

Научно-исследовательский институт химии при Горьковском государственном университете им. Н.И. Лобачевского (72) Н.Е,Иадрина, Н.„Н.Улинская, В.M.Булатова, Н.Т.Карабанов, 3.П.Ветрова и JI.À.Èâàíoâà (53) 543.544 (088.8) (56) Успехи химии, 1981, т.50, и 9, с.1680.

Авторское свидетельство. СССР

1125002, кл. В 01 D 15/08, 1983. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АДСОРБЕНТА ДЛЯ

ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ

Изобретение относится к способам получения адсорбентов для газохроматографического разделения смесей органических веществ, в частности позиционных изомеров: мета-, 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.

„.S0ÄÄ 1642371 А1

ggI1)g С 01 Е 30/48, В 01 Б 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

С-80 дегидроксилируют при 800-900 C в потоке гелия и заливают насыщенным раствором хлористого калия в четыреххлористом углероде. Через 2 ч раствор сливают, а адсорбент высушивают при

80 С. и, n — Азоксифенетол наносят на о силохром из абсолютированного бензола в три приема, увеличивая концептрацию раствора фазы до содержания фазы 7, 5 — 12Х от массы силохрома. Бензол выпаривают и доводчт адсорбент до сыпучего состояния. 2 табл.

С:

II р и м е р 1„ A.IIîëó÷åíHå адсор- @ бента. М

46,25 г носителя (силохром С-80) с размерами частиц в пределах 0,16

0,25 мм дегидроксилируют путем прокаливания в муфельной печи при 850 «1.

«+50 С в токе обезваженного гелия в течение 5 «1. 0,5 ч. Гелий подается в печь при давлении 1,2-1,5 атм через систему очистки, заполненную прокален-,ф ным крупнозернистым (,-3 мм) силика- д, 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.:> обезвоженном четы1642371

40

55. реххлористом углероде в количестве

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

Навеску n, n --азоксифенетола в

t» количестве 3,75 г (иэ расчета 7,5Х от массы адсорбента) растворяют в

150 см обезвоженного бензола. Раствор разделяют «а три равные части по

50 см . К первой части добавляют

100 см Э бензола, к второй — 50 см

3 бензола, а третью часть оставляют без изменения (растворы РР 1, 2, 3 соответственно) . Полученные растворы последовательно в порядке увеличения концентрации ЖКС наносят на силохром следующим образом. Силохром заливают в выпарительной чашке раствором ЖКС

9 1 и оставляют для пропитывания на 2 ч при осторожном перемешивании. Затем при нагревании до 80 С выпаривают бензал и доводят адсорбент до сыпучего состояния. Операцию повторяют, используя растворы Р 2 и 3.

Б. Разделение позиционных изомеров ароматических углеводородов.

Чистую и сухую стеклянную колонку 5,0 Х 0,003 м заполняют приготовленным адсорбентом v продувают гелием в термостате хроматографа в тече» ние 8 ч при ступенчатом подьеме температуры от 60 до 140 С. Колонку о соединяют с детектором ионизации в пламени водорода. Четырехкомпонентную смесь: позиционных изомеров ароматических углеводоров мета-,этилтолуол, пара-этилтолуол, мета-этилстирол, пара-метилстирол отбирают микрошприцем МШ-10 в количестве 0,2 мм и

Э хроматографируют при температуре колонки 100 С. Коэффициент селективносо, ти g и эффективность разделения (B3TT, см) для пар трудноразделяемых компонентов для примера 1 и всех последующих примеров приведены в табл. 1 и 2.

Пример 2. На колонке, приготовленной по примеру 1, и в тех же условиях хроматографируют четырехкомпонентную смесь трудноразделяемых углеводородов с различным строением молекул: циклогексан, гексан, толуол, гептан.

Пример 3. Получают адсорбент в условиях примера 1,. но содержащий и, и -азоксифенетол в количестве 12Х

I в расчете на массу адсорбента. Четырехкомпонентную смесь позиционных изомеров ароматических углероводородов хроматографируют аналогично примеру 1, но при температуре колонки

120ОС.

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.

Пример 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.

Пример 6. На колонке, приготовленной по .примеру 1 хроматографируют четырехкомпонентную смесь трудноразделяемых углеводородов: циклогексан, гексан, толуол, гептан, но при температуре колонки 137 С.

Пример 7 (контрольный по прототипу).

А. Получение адсорбента.

46,25 r носителя (силохром С-80) с размерами частиц в пределах 0,160,25 мм помещают в выпарительную чашку. Навеску и-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 см обезвоженного 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 зао тем при нагревании до 70-80 .С выпаривают бензол и доводят адсорбент до сыпучего состояния. Операцию повторяют дважды, используя растворы У 2 и 3.

5 164

b. Разделение позиционных иэомеров.

Чистую и сухую стеклянную колан— ку 5,0х0,003 м заполняют приготовленным адсорбентом и продувают гелием. в термостате хроматаграфа в течение

8 ч при. ступенчатом подъеме температуры от 60 до 1.40 С. Колонку соединяют с детектором ионизации в пламени водорода. Четырехкомпонентную смесь позиционных изомеров ароматических углеводородов: мета-этилтолуол, параэтилтолуол, мета-метилстирол, параметилстирол отбирают микрошприцем

ИИ-10 в количестве 0,2 мм и хроматографируют при температуре колонки

100 С. Разделения изомеров нет .

Пример 8 (контрольный по грототипу).

На колонке, приготовленной по примеру 7, хроматографируют четырехкомпонентную смесь труднораэделяемых углеводородов с одинаковым числом атомов углерода; циклогексан, гексан, толуол, гептан при температуре ко.лонки 100 С.

Пример 9 (контрольный по про-тотипу).

На колонке, приготовленной по примеру /, хроматографирувт четырехкомпонентную смесь позиционных изомеров мета-этилталуол, пара-этилтолуол, мета-метилстирол, пара-этилстирол, но при температуре колонки 120 С °

Разделения позиционных иэомерав нет.

Пример 10 (контрольный по прототипу).

На колонке, приготовлечной по примеру 7, хроматографируют четырехкомпонентную смесь труднораэделяемых углеводородов с одинаковым числом атомов углерода: циклогексан, гексан, толуол, гептан при температуре колонки 1200С

Пример 11 (контрольный).

А. Получение адсорбента.

46,25 г носителя (силохром С-S0) с размерами частиц в пределах 0,16

0,25 мм помещают в внпарительную чашку. Навеску п,п -азоксифенетола !

3,75 r (из расчета 7,57 ат массы адсорбента) растворяют в 150 см обеэвоженного оензола. Раствор разделяют на три равные части по 50 см .

К первой части добавляют 100 см обезвоженного бензола, к второй части — 50 см бензола, а третью

2371 6

t5

40 часть оставляют беэ изменения (растворы У 1,2,.3 соответственно) . Пс11у— ченные растворы последовательно,. в порядке увеличения концентрации

)KKC наносят на силах",.ам слeдую1шгм образом: силахром эапиват в выпарительной чашке раствором ЖКС Р 1 и осгавляют для пропитывания иа 2 ч при осторожном перемешпванпи, затем при нагревании до 70-80 С выпаривают бензал и доводят адсорбент до сыпучего состояния. Операциа повторяют дважды, используя растворы It 2 и 3.

b. Разделение позиционных иэамерав .

Чисгую и сухую стелля1111ую колонку

5,0>!T„0(!3 м эапалипаг приготагленным адсорбентом и продувают гелием в термостате хроматографа в теча>1ие

Я ч ири ступенчатом подъеме температуры от 60 до 140 С. Колонку саедипя1ат с детектором ианиэации в пламени водорода. Четырехкомпонентную смесь позиционных изомеров ароматических углеводородов мета-этилтолуол, параэтилтолуол, мета- 1етилстирол, параметилстирол отбирают микрошприцем

ИШ-10 в количестве О, 2 мм и хромагографирун>т при температуре колонки A0 С.

Пример 1? (контрольный).

На колонке, приготовленной па примеру 11, храматографируют.четырехкомпонентную смесь труднораэделяемых углеводородов с одинаковым числом атомов углерода: циклогексан. гекс,"-,н, толуал, гептан, нo при темпера гуре о, колонки 137 С. Пара соединений гексВН-öHêTToãBêñàTT Hp разделяется.

Пример13.

A. Получение адсорбента.

Предварительн а обработкii cHJToxpo ма С-80 (навеска 45 г) проводят аналогично примеру 1.

Навеску. п,п -аэоксифенетола в ко-! личестве 5 г (иэ расчета 10! от массы адсорбента) растворяют в 150 слР .обезвоженного бензала, а затем проводят ступенчатую obpa6oгку силохрома

С-80 данным расгваром пс примеру 1.

Б. Разделение позиционных иэомерап ароматических углеводородов.

Чистую и сухую стеклянную колонку

5,0 0,003 м заполняют приготовленным адсорбентом и продувают гелием в термостате хроматографа в течение 8 ч при ступенчатом подъеме температуры о, от 60 до 140 С. Колонку соединяют с детектором ионизации в пламе TH Но

1642371

Та блица 1

Температураа колонки, С о

Параметры разделения предлагаемого ацсорбенга

ВЭТТ, см 06

100

0,07

О, 10 1,33

0,30

0,11 1,11

0,10 1,08

0, 26 1,05

0,07

0.,08 1,23

0, 13 0,13

0,05

100 100

120

120 дорода. Четырехкомпонентную смесь позиционных изомеров ароматических углеводородов мета-этилтолуол, параэтилтолуол, мета-этилстирол, параэтилстирол отбирают микрошприцем

Nil-10 в количестве 0,2 мм и.хроматографируют при температуре колонки

120ОC. Значения g,и ВЭТТ приведены в табл.1. 10

П. 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 12ООC. Значения 06 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 позцционных 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 (5) 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 (приПри- Соединения, входящие в мер анализируемую смесь

1 Мета-метилстиролпара-метилстирол, 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. При этих условиях по предлагаемому способу сохраняется удовлетворительное разделение углеводородов с одинаковым числом атомов углерода (пример 2), что позволяет рекомендовать адсор- бент, полученный по предлагаемому способу, в:качестве универсального для разделения различных трудноразделяемых углеводородов в широком температурном интервале.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

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 шийся тем, что, с целью повышения эффективности и селективности процесса разделения позиционных изомеров ароматических углеводородов и увеличения области использования адсорбента, силохром предварительно дегидроксилируют в токе обезвоженноFo 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

Пример

Соединения, входящие в анализируемую смесь

Т-емпеПараме гры наяде ления предлагаемого адсорбенга ратура колоно, ки, С

ВЭТТ, см (4

1,18

1,38

140

137

137

120

1,19

1т 5

1,24

1,35

120

1,72

1,27

Та блица 2

Контрольный приме

Параметры разделения адсорбента

ВЭТТ, см р

7 (по прототипу)

8 (по прототипу) 9 (по прототипу)

10 (по прототипу) 12

Составитель Т.Чиликина

Редактор М.Циткина Техред М.яндык Корректор В.Гирняк

Заказ 1144 Тираж 411 Подписное

ВНИЦГЩ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКЧТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат ",Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 гексан-циклогексан

Иета-метилстиролпара-метилстирол мета-. этилтолуолпара-метилтолуол

Толуол-гепган: гексан-циклогексан

Мета-метилстиролпара-метилстирол

Мета-этилголуол— пара-этилтолуол

Толуол-гептан, гексан-циклогексан

Her

Нет

0,15

0,3

Нет

Нет

0,20

0,30

0,14

0,60

0,40

Нет

О, 1О 0,05

0 05

0,09

О, 08

0,05

0 09

0,05

0,06

О, 11

0,10

0,05

0,07 деления деления

1,05

1,05 деления деления

1,10

1,05

1,06

1,03

1,11 деления