二甲苯異構(gòu)體通常產(chǎn)自催化重整裝置,分離能耗高,使用的分離方法包括蒸餾、分段結(jié)晶和高溫高壓環(huán)境下的吸附。阿卜杜拉國王科技大學(xué)(KAUST)成像與表征核心實驗室(IAC)的核磁共振(NMR)研究員Abdul-Hamid Emwas指出:由于二甲苯異構(gòu)體的相對分子質(zhì)量相同、沸點接近、結(jié)構(gòu)相似、物化性質(zhì)互相重疊,因此分離很困難,需要大量能量。
KAUST的副教授Niveen Khashab和她的研究團隊最近和一個國際科學(xué)家小組合作,為石化行業(yè)尋找一種新的、能耗更低的方法來分離和提純二甲苯異構(gòu)體。其工作成果在《Chem》雜志的最新一期中有所描述。
葫環(huán)聯(lián)脲(Cucurbiturils,簡稱CB7)是由亞甲基橋連接的甘脲單體制成的有機大環(huán)分子,其形狀像南瓜,疏水中心腔可以容納較小的分子。該研究團隊利用CB7與水中的二甲苯異構(gòu)體具有強而獨特的親和力的優(yōu)異特性,通過液-液萃取(在室溫和一定壓力下)分離異構(gòu)體,CB7中間的孔可以從二甲苯異構(gòu)體混合物中選擇性地容納鄰二甲苯,在一個萃取循環(huán)中分離鄰二甲苯的選擇性可以達到92%以上。
由于這3種異構(gòu)體具有不同的NMR光譜,因此使用高分辨率的1-D NMR進行定量分析,并且使用先進的2-D NMR實驗來探究分離機理,驗證了CB7分離工藝的新穎性。
據(jù)研究人員介紹,CB7可以從0.5 L的商業(yè)樣品中分離二甲苯。此外,使用商業(yè)二甲苯和裂解汽油的C8芳烴餾分進行的實驗室放大試驗證明,CB7分離鄰二甲苯的選擇性能夠高達83%。