CN114133342A - 一种制备色谱用乙腈工作液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种制备色谱用乙腈工作液的制备方法,包括以下步骤:(1)采用无机碳材料对含水粗乙腈进行吸附处理,制得含水乙腈;(2)所述含水乙腈经脱水处理后,制得制备色谱用乙腈工作液;所述制备色谱用乙腈工作液,乙腈的占比为80~95%,水分的占比为5~20%,200nm透光率大于90%。本发明还提供一种由所述制备方法制得的乙腈工作液及其在制备色谱的应用。本发明的有益效果为:能够直接将粗乙腈精制为80~95%乙腈浓度的乙腈工作液;无需进行多次的精制、除杂步骤,无需多次精馏提纯,有效降低所需蒸汽的消耗量,有效降低能耗约10~30%;乙腈收率达95%。
Description
技术领域
本发明涉及乙腈合成领域,尤其是涉及一种制备色谱用乙腈工作液及其制备方法。
背景技术
乙腈为无色透明液体,其最主要的用途是作溶剂,如作为抽提丁二烯的溶剂和有机合成的溶剂。同时,乙腈还是医药(维生素B1)、香料中间体的重要原料,而高纯乙腈可以作为液相色谱的流动相,或是制备纯化胰岛素、紫杉醇等药物的重要溶剂。工业级乙腈的纯度虽然已经可以达到99.9%,但仍含有多种微量杂质,如丙腈,丙酮,丙烯醇,丙烯酸,甲苯等,需要通过除水、氧化还原、除杂、精馏等精制过程去除杂质,才能将工业级乙腈纯化成为包括制备级在内的高纯度乙腈,以满足分析化学及医药合成等高端领域的应用要求。制备级乙腈是制备色谱中用量最大的溶剂之一,在精细化工和生物制药领域具有广泛的应用。
申请人发现,目前在传统制备色谱用的高纯度乙腈的使用过程中,特别是生物制药领域中对制备色谱用乙腈的应用中,需要先将99.99%-100%纯度的制备色谱用乙腈与水和其他组分混合配成工作液,配置完成后所述工作液中的纯乙腈含量为20~95%。但该方式的弊病在于:1、从客户端角度来看,实验人员在二次调配、处理高纯乙腈的过程中,存在有接触有毒蒸气、火灾燃爆、泄露污染等危险。2、从产业链角度来看,早期制备色谱用高纯度乙腈的生产企业仅为一些试剂生产企业,其不具备工业级乙腈的生产能力,只能通过外购工业级乙腈成品后再进行纯化的方式,以生产制得制备色谱用乙腈。这里需要注意的是,所述工业级乙腈的生产过程已经包含了除水的工艺步骤,但试剂生产企业采用工业级乙腈作为原料并二次加工的方式,抑或是用户在应用前再次加水配制乙腈工作液的方式,从产业链整体看,这无疑导致了无效用工序(除水相关工艺)的重复,以及能耗、成本的显著增加。3、进一步的,从生产方的角度来看,现有工艺中,在含水粗乙腈的精制过程中,在乙腈中水分的存在条件下,难以有效去除乙腈中的杂质,为保证制备色谱用乙腈的质量以及低杂质含量,只能先将含水粗乙腈精制至浓度超过99.5%的工业乙腈后,再进行稀释处理等二次加工。可以看出,这种先除水再加水调配的工艺,不仅增加了重复的无效工序(除水相关工艺)及设备复杂性,还在精制过程中耗费了大量的能耗、时间成本。因此,提供一种可以直接将含水粗乙腈精制为预定浓度的制备色谱用乙腈工作液的制备新工艺具有重大意义。
中国专利CN106674049B公开了一种利用工业级乙腈制备色谱级乙腈的方法,其先将纯度超过99.5%的工业乙腈流经装有活性炭的层析柱;然后与无水碳酸钠加热反应;最后经常压精馏制得纯度达99.99%的制备色谱级乙腈。中国专利CN105439903A公开了种工业乙腈制备色谱乙腈的方法,采用特定方法制备的氧化石墨烯对工业级乙腈进行吸附,并重复多次;然后采用常压精馏的方式降低乙腈中高沸物的含量。但是该两项专利的不足之处在于:其作为原料的加工对象为工业乙腈,其纯度已达99.5%,其已经经过了除杂、除水等的精制过程,若要再次转化为20~95%的制备色谱用乙腈,其先前进行的包括除杂、除水、蒸馏的精制过程,无疑带来了成本、能耗、时间的浪费。
发明内容
为解决现有技术中存在的技术问题,本发明提供一种制备色谱用乙腈工作液及其制备方法,以实现以下发明目的:
(1)在保证制备色谱用工作液质量的前提下,能够将合成乙腈生产过程中的含水粗乙腈直接提纯浓缩至所需的80~95%浓度范围内,克服传统的先除水再加水调配工艺的高能耗等问题;
(2)能够避免进行多次除杂、除水的精制过程所带来的能耗、时间、成本的浪费。
为解决以上技术问题,本发明采取的技术方案如下:
一种制备色谱用乙腈工作液的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:(1)采用无机碳材料对含水粗乙腈进行吸附处理,制得含水乙腈;(2)所述含水乙腈经脱水处理后,制得制备色谱用乙腈工作液;
所述制备色谱用乙腈工作液,乙腈含量为80~95%,水分含量为5~20%,200nm透光率大于90%。
优选的,所述无机碳材料,为由SP2杂化和SP3杂化的碳原子共同组成的近似非晶形态、易石墨化、具有微介孔结构的无机富碳材料。
优选的,所选无机碳材料,含碳量大于99.9%,比表面积为100~1500m2/g,平均孔径为1~10nm。
优选的,所选无机碳材料,由XRD测定的石墨化度G参数值为30~85%。
优选的,所述无机碳材料为以下至少之一:碳纤维、活性炭、碳微球、石墨化碳黑、碳分子筛。
优选的,所述活性炭、石墨化碳黑、碳微球、碳分子筛的粒径为50~500μm;所述碳纤维的长度为3~5mm,直径为15~25μm。
进一步的,所述吸附处理,所述含水粗乙腈与所述无机碳材料的接触时间不小于5min。
进一步的,所述含水粗乙腈的含水量为5~90%。
一种制备色谱用乙腈工作液,所述乙腈工作液根据前述的制备方法制得。
所述的制备色谱用乙腈工作液的应用,所述乙腈工作液用于制备色谱。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
(1)本发明的制备色谱用乙腈工作液的制备方法,能够根据用户需求,直接将乙腈生产过程的粗乙腈精制为80-95%范围内任意乙腈浓度的制备色谱用乙腈工作液,能够满足精细化工和生物医药等领域对制备色谱用乙腈的应用需求,克服传统乙腈工作液制备中先除水再加水调配工艺所导致的高能耗、长流程、高成本等问题,显著降低生产成本及客户使用成本。
(2)本发明的制备色谱用乙腈工作液的制备方法,有效克服现有技术中粗乙腈的精制过程中,在水分的存在条件下,难以去除乙腈中的杂质的问题,能够直接将粗乙腈精制为80-95%范围内任意乙腈浓度的制备色谱用乙腈工作液,无需现将粗乙腈精制至浓度超过99.5-99.9%的工业乙腈后,再进行稀释处理等二次加工,有效简化生产工艺流程及成本,有效降低生产能耗、减少生产设备、缩短物料循环周期,降低操作难度。
(3)本发明的制备色谱用乙腈工作液的制备方法,无需进行多次的精制、除杂步骤,无需多次精馏提纯,有效降低所需蒸汽的消耗量,有效降低能耗约10-30%。
(4)本发明的制备色谱用乙腈工作液的制备方法,突破性的提出对含水粗乙腈具有特定纯化作用碳材料的本质特征,本发明采用的特定微孔结构、特定碳含量、特定石墨化度的无机碳吸附材料,创造性的实现了对含水量为5~90%含水粗乙腈进行有效吸附处理,能够将乙腈中的杂质含量控制在极低水平;同时,所述无机碳吸附材料的工作区间广,处理兼容性好,处理适用性强。
(5)本发明的制备色谱用乙腈工作液的制备方法,在简化工艺流程,降低能耗的同时,有效保持乙腈的高收率,其乙腈收率达95%。
(6)本发明的制备色谱用乙腈工作液的制备方法,可根据用户需求,通过调整脱水处理工艺相关参数,灵活调整工作液中的水分含量,从而最终制得满足用户需求的任意浓度(80-90%范围内)的制备色谱用乙腈工作液;所述工作液中,乙腈含量可以为80-95%范围内任一浓度,水分含量为5-20%,200nm透光率大于90%。
(7)本发明的制备色谱用乙腈工作液,有效消除传统应用过程中,实验人员在二次调配、处理高纯乙腈的过程中,存在有接触有毒蒸汽、火灾燃爆、泄露污染的危险,有效保证试验人员的人身安全。
(8)本发明的制备色谱用乙腈工作液的制备方法,能够直接将粗乙腈精制为80-95%乙腈浓度的制备色谱用乙腈工作液,相比于传统的试剂生产企业采用工业级乙腈再加工的生产模式,有效避免无效用的工序重复和成本的显著增加。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现说明本发明的具体实施方式。
一种制备色谱用乙腈工作液的制备方法,包括以下步骤:
(1)采用无机碳材料对含水粗乙腈进行吸附处理,制得含水乙腈;
(2)所述含水乙腈经脱水处理后,制得所述制备色谱用乙腈工作液。
所述制备色谱用工作液,乙腈含量为80~95%,水分含量为5~20%,200nm透光率大于90%。
所述无机碳材料,为由SP2杂化和SP3杂化的碳原子共同组成的近似非晶形态、易石墨化、具有微介孔结构的无机富碳材料。
所选无机碳材料,含碳量大于99.9%,比表面积100~1500m2/g,平均孔径1~10nm,由XRD测定的石墨化度G参数值为30~85%。
其中,所述的脱水处理,可以为现有的常规乙腈脱水技术。
本发明的制备色谱用乙腈工作液的制备方法,突破性的提出对含水粗乙腈具有特定纯化作用碳材料的本质特征,本发明采用的特定结构、特定晶型、特定石墨化度的无机碳吸附材料,创造性的实现了对含水量为5~90%含水粗乙腈进行有效吸附处理,能够将乙腈中的杂质含量控制在极低水平。通过无机碳材料对粗乙腈的吸附处理,能够有效去除粗乙腈中的杂质,制得含水乙腈。仅采用常规的脱水处理,即能够按照用户需求的浓度规格,直接将乙腈生产过程中的粗乙腈精制为80~95%范围内任一乙腈浓度的制备色谱用乙腈工作液,有效克服现有技术中粗乙腈的精制过程中,在水分的存在条件下,难以去除乙腈中的杂质的问题,无需现将粗乙腈精制至浓度超过99.5%的工业乙腈后,再进行稀释处理等二次加工,有效简化生产工艺流程及成本,有效降低生产能耗、减少生产设备、缩短物料循环周期,降低操作难度。
在上述技术方案的基础上,进一步的,本发明优选的无机碳材料为以下至少之一:碳纤维、活性炭、石墨化碳黑、碳微球、碳分子筛。虽然满足前述的特定结构、特定晶型、特定石墨化度的无机碳吸附材料均能够实现理想的吸附处理效果,但为进一步满足精细化的处理标准及要求,同时考虑到粗乙腈中各杂质情况及特性,本发明通过优选上述无机碳材料,进一步对所述无机碳材料进行具体的选型、混合等研究,进一步的强化无机碳材料对于乙腈中杂质的吸附,实现对乙腈中杂质的选择性吸附,能够有效去除粗乙腈中的杂质。
在上述技术方案的基础上,进一步的,本发明优选的无机碳材料,粒径为50~500μm,本发明根据粗乙腈中各杂质的特性,进一步对无机碳材料粒径进行针对性的选取,通过合适的1~10nm孔径范围,有效强化无机碳材料对于乙腈中杂质的吸附,有利于对乙腈中杂质含量的控制。
在上述技术方案的基础上,进一步的,所述吸附处理,所述含水粗乙腈与所述无机碳材料的接触时间不小于5min。本发明采用的特定含碳量、特定结构、特定晶型、特定石墨化度的无机碳吸附材料,创造性的实现了对含水量为5~90%含水粗乙腈进行有效吸附处理,采用最短为5min的处理时间,即能够将乙腈中的杂质含量控制在极低水平。
本发明的技术方案,具体的,采用多孔无机富碳材料对含水粗乙腈进行吸附处理,其具体步骤为:
a、选用由SP2杂化和SP3杂化的碳原子共同组成的近似非晶形态、易石墨化、具有微介孔结构的无机富碳材料作为吸附剂;
b、吸附剂密实填充在一定体积且能保持较大压力的密封装置内;
c、含水粗乙腈的水含量5~90%(质量分数),且吸附处理过程中,含水粗乙腈必须与吸附剂保持有效的接触时间。
本发明的技术方案,具体的,所述脱水处理包括但不限于以下方法:精馏、渗透汽化膜处理、盐水置换蒸馏,其具体步骤为:
d、吸附处理后的含水乙腈经脱水处理,制得制备色谱用乙腈工作液。
进一步的,所述的制备方法,其含水粗乙腈的含水量在5%~90%。
进一步的,所述的制备方法,所述的无机碳材料可以是:碳纤维、活性炭、石墨化碳黑、碳微球、碳分子筛等具有微介孔结构的富碳材料。
进一步的,所述的制备方法,所述的无机碳材料,含碳量大于99.9%,粒径50~500μm,比表面积100~1500m2/g,平均孔径1~10nm,XRD测定的石墨化度G参数值在30~85%。
进一步的,所述的制备方法,所述的无机碳材料,粒径50~500μm。
进一步的,所述的制备方法,所述的无机碳材料,SP2/SP3值为 0.3~3。
进一步的,所述的制备方法,经吸附处理后的含水乙腈经脱水处理,将水分含量降低至预定范围(5~20%)。
本发明的技术方案,具体的,具体的,所述制备色谱用乙腈工作液的制备方法,包括:吸附处理、脱水处理。
所述吸附处理,采用无机碳材料对含水粗乙腈进行吸附处理。具体为,所述含水粗乙腈流经由无机碳材料填充的吸附柱,含水粗乙腈与所述吸附柱中的无机碳材料充分接触,短暂停留后,完成吸附处理,制得经吸附处理后的含水乙腈。所述含水乙腈经脱水处理,制得制备色谱用工作液,其乙腈含量为80~99%,水分含量为5~20%,200nm透光率大于90%。
所述吸附处理,将无机碳材料装填入长径比为10~35的不锈钢或聚四氟乙烯材质的耐压吸附柱中,充分振动确保装填的密实度,柱管两端用孔径小于无机碳材料粒径的筛板封闭。在5~35℃和2~15MPa压力下,含水粗乙腈逆重力方向流经吸附柱,保证含水粗乙腈与无机碳材料接触时间在5min以上。
所述含水粗乙腈,含水量为5~90%。
所述无机碳材料,可以是碳纤维,石墨化炭黑,碳微球,活性炭,碳分子筛等碳材料的一种或几种的组合。
所述无机碳材料,是由SP2杂化和SP3杂化的碳原子共同组成的近似非晶形态、易石墨化的颗粒状无机碳材料。其粒径50~500um,比表面积100~1500m2/g,平均孔径1~10nm,XRD测定的石墨化度G参数值30~85%。
所述无机碳材料,使用之前必须用高纯乙腈清洗或其他方法除去有机杂质。
所述无机碳材料,优选石墨化度G参数值在50%以上的细颗粒材料。石墨化的碳原子为SP2杂化,有单电子对和活泼离子,微观结构呈六边形,有极强的憎水性,能强烈吸附非极性和弱极性化合物;而随着石墨化程度提高,材料的比表面积会急剧下降,影响吸附能力。因此选择特定石墨化度的无机碳材料,可以高效吸附非极性和弱极性的化合物提高了无机碳材料的吸附能力。
所述无机碳材料,优选是含碳量大于99.9%,比表面积为900~1300m2/g,平均孔径为1~5nm,石墨化度G参数值在50%以上的无机碳材料。
进一步的,所述无机碳材料,可采用聚偏二氯乙烯、碳粉、助剂作为原料,通过以下的制备方法制得:
其中,所述聚偏二氯乙烯、碳粉、助剂的重量份比值为70-90:5-10:5-20。
所述助剂为以下至少之一:邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、顺丁烯二酸二辛酯(DOM)、顺丁烯二酸二丁酯(DBM)、己二酸二辛酯(DOA)、邻苯二甲酸二仲辛酯(DCP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)。
具体的,所述无机碳材料的制备方法包括:热熔、定型、碳化。
所述热熔,将预定份数的聚偏二氯乙烯、碳粉、助剂混合,打碎成粉状后,加热,使固相粉状原料热熔为液相。
所述定型,在预定压力条件下,将热熔步骤制得的液相原料采用喷雾的方式,使喷出的液相原料呈雾状均匀向下喷出;同时,在喷雾下方,设置向上鼓吹的冷空气;雾状液相原料与冷空气对流成型,定型为50μm-1.0mm的球状物。
所述碳化,在真空条件下,将定型步骤制得的球状物加热至1000-1500℃碳化,制得所述的具备特定比表面积、特定孔径的无机碳材料。
本发明通过前述的无机碳材料特定制备方法,通过设置特定的无机碳材料原料组合,结合特定的制备工艺,针对性制取具备符合要求比表面积、孔径等性能指标的无机碳材料,进一步优化无机碳材料的选择性吸附能力。
所述脱水处理,可以为现有的乙腈提纯脱水技术,如常压精馏等。
所述常压精馏脱水处理。具体为,对吸附处理步骤制得的乙腈进行常压精馏。。
所述常压精馏,经吸附处理步骤制得的乙腈进入精馏塔后,精馏塔开始升温,并开启回流,待精馏塔温度达到设定值后,保温精馏1~3h,然后开启成品采出,至成品计量罐。对成品计量罐内物料进行取样检测,若乙腈及水分含量符合预定要求(乙腈含量为80~95%,水分含量为5~20%),将成品计量罐内的成品乙腈放料至成品储罐;待成品计量罐内液位降至10%时,结束放料,制得制备色谱用乙腈工作液。
所述常压精馏,精馏塔塔釜温度为65~99℃,回流比为0.2~0.8。
所述制备色谱用乙腈工作液,乙腈含量可以根据需要调整至80~95%范围内的任意浓度,水分含量为5~20%,200nm透光率大于90%。
实施例1
采用石墨化碳黑(XRD测试其石墨化度为83.5%)对含水粗乙腈进行吸附处理和精馏精制。
具体的,向内径10mm,高200mm的不锈钢吸附柱管中填充粒径为50μm,比表面积为1130m2/g的颗粒状石墨化碳黑。装填过程中多次用不含有机物的洁净水润湿,用洁净高压气体压实后,吸附柱管两端用5μm孔径的不锈钢筛板密封,将含水(质量分数)50%的粗乙腈用泵以2ml/分钟的流速,5MPa压力下从该吸附柱管下部进行通液,从吸附柱管上部收集吸附处理后的对应含水量的含水乙腈,进行脱水处理。
其中,含水粗乙腈在吸附柱中与吸附填料(石墨化碳黑)的接触时间为10分钟。
所述脱水处理,包括常压精馏。
所述常压精馏,经吸附处理步骤制得的乙腈进入精馏塔后,精馏塔开始升温,并开启回流,待精馏塔温度达到设定值后,保温精馏2h,然后开启成品采出,至成品计量罐。对成品计量罐内物料进行取样检测,若乙腈及水分含量符合预定要求(乙腈含量为85%,水分含量为15%),将成品计量罐内的成品乙腈放料至成品储罐;待成品计量罐内液位降至10%时,结束放料,制得制备色谱用乙腈工作液。
所述常压精馏,精馏塔塔釜温度为85℃,回流比为0.6。
所述制得的制备色谱用乙腈工作液,乙腈含量82.2%,水分含量17.8%,200nm透光率大于90%。
检测本实施例制得的制备色谱用乙腈工作液的紫外透光率,具体数据见下表:
实施例2
采用碳分子筛(XRD测试其石墨化度为67%)对含水(质量分数)60%的粗乙腈进行吸附处理和精馏精制。所述碳分子筛粒径为60μm,比表面积为950m2/g。碳分子筛的装填操作按实施例1实施,然后进行脱水处理。
其中,含水粗乙腈的吸附处理,粗乙腈进入吸附柱管的通液压力为8MPa,流速为3ml/分钟,所述含水粗乙腈与碳分子筛的接触时间为7分钟。
所述脱水处理,包括常压精馏。
所述常压精馏,经吸附处理步骤制得的乙腈进入精馏塔后,精馏塔开始升温,并开启回流,待精馏塔温度达到设定值后,保温精馏2h,然后开启成品采出,至成品计量罐。对成品计量罐内物料进行取样检测,若乙腈及水分含量符合预定要求(乙腈含量为85%,水分含量为15%),将成品计量罐内的成品乙腈放料至成品储罐;待成品计量罐内液位降至10%时,结束放料,制得制备色谱用乙腈工作液。
所述常压精馏,精馏塔塔釜温度为85℃,回流比为0.6。
所述制得的制备色谱用乙腈工作液,乙腈含量84%,水分含量16%,200nm透光率大于95%。
检测本实施例制得的制备色谱用乙腈工作液的紫外透光率,具体数据见下表:
实施例3
采用活性炭(XRD测试其石墨化度为50.6%)对含水(质量分数)50%的粗乙腈进行吸附处理和精馏精制。所述碳分子筛粒径为100μm,比表面积为1250m2/g。碳分子筛的装填操作按实施例1实施,然后进行脱水处理。
其中,含水粗乙腈的吸附处理,粗乙腈进入吸附柱管的通液压力为10MPa,流速为5ml/分钟,所述含水粗乙腈与活性炭的接触时间为6分钟。
所述脱水处理,包括常压精馏。
所述常压精馏,经吸附处理步骤制得的乙腈进入精馏塔后,精馏塔开始升温,并开启回流,待精馏塔温度达到设定值后,保温精馏2.5h,然后开启成品采出,至成品计量罐。对成品计量罐内物料进行取样检测,若乙腈及水分含量符合预定要求(乙腈含量为80%,水分含量为20%),将成品计量罐内的成品乙腈放料至成品储罐;待成品计量罐内液位降至10%时,结束放料,制得制备色谱用乙腈工作液。
所述常压精馏,精馏塔塔釜温度为90℃,回流比为0.7。
所述制得的制备色谱用乙腈工作液,乙腈含量78.9%,水分含量21.1%,200nm透光率大于90%。
检测本实施例制得的制备色谱用乙腈工作液的紫外透光率,具体数据见下表:
实施例4
采用碳纤维(XRD测试其石墨化度为32.3%)对含水(质量分数)50%的粗乙腈进行吸附处理和精馏精制。所碳纤维,长度为3~5mm、直径为15~25μm、比表面积为1050m2/g。碳纤维的装填操作按实施例1实施,然后进行脱水处理。
其中,含水粗乙腈的吸附处理,粗乙腈进入吸附柱管的通液压力为8MPa,流速为5ml/分钟,所述含水粗乙腈与碳纤维的接触时间为6分钟。
所述脱水处理,包括常压精馏。
所述常压精馏,经吸附处理步骤制得的乙腈进入精馏塔后,精馏塔开始升温,并开启回流,待精馏塔温度达到设定值后,保温精馏2.5h,然后开启成品采出,至成品计量罐。对成品计量罐内物料进行取样检测,若乙腈及水分含量符合预定要求(乙腈含量为80%,水分含量为20%),将成品计量罐内的成品乙腈放料至成品储罐;待成品计量罐内液位降至10%时,结束放料,制得制备色谱用乙腈工作液。
所述常压精馏,精馏塔塔釜温度为90℃,回流比为0.7。
所述制得的制备色谱用乙腈工作液,乙腈含量82%,水分含量18%,200nm透光率大于90%。
检测本实施例制得的制备色谱用乙腈工作液的紫外透光率,具体数据见下表:
实施例5
采用碳微球(XRD测试其石墨化度为75.2%)对含水(质量分数)60%的粗乙腈进行吸附处理和精馏精制。所述碳分子筛粒径为80μm,比表面积为1200m2/g。碳微球的装填操作按实施例1实施,然后进行脱水处理。
其中,含水粗乙腈的吸附处理,粗乙腈进入吸附柱管的通液压力为8MPa,流速为3ml/分钟,所述含水粗乙腈与碳分子筛的接触时间为7分钟。
所述碳微球,采用聚偏二氯乙烯、碳粉、助剂作为原料制得。其中,所述聚偏二氯乙烯、碳粉、助剂的重量份比值为80:10:10。
所述助剂,包括:邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、顺丁烯二酸二丁酯(DBM)、己二酸二辛酯(DOA)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)。所述邻苯二甲酸二甲酯(DMP):顺丁烯二酸二丁酯(DBM):己二酸二辛酯(DOA):邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的重量份比值为3:2:5:2。
所述碳微球的制备方法,包括以下步骤:热熔、定型、碳化。
所述热熔,将预定份数的聚偏二氯乙烯、碳粉、助剂混合均匀,打碎成粉状后,加热热熔,使固相粉状原料热熔为液相。
所述定型,在750Pa的压力条件下,将热熔步骤制得的液相原料通过喷雾嘴喷出,调节喷雾嘴出料口大小及喷雾方向,使喷出的液相原料呈雾状均匀向下喷出;同时,在喷雾嘴下方,设置向上鼓吹的冷空气,雾状液相原料与冷空气对流后,定型为树脂微球。
所述碳化,采用真空管式马弗炉,在真空条件下,将定型步骤制得的树脂微球加热至1500℃,所述树脂微球碳化,制得所述碳微球。
所述脱水处理,包括常压精馏。
所述常压精馏,经吸附处理步骤制得的乙腈进入精馏塔后,精馏塔开始升温,并开启回流,待精馏塔温度达到设定值后,保温精馏2h,然后开启成品采出,至成品计量罐。对成品计量罐内物料进行取样检测,若乙腈及水分含量符合预定要求(乙腈含量为85%,水分含量为15%),将成品计量罐内的成品乙腈放料至成品储罐;待成品计量罐内液位降至10%时,结束放料,制得制备色谱用乙腈工作液。
所述常压精馏,精馏塔塔釜温度为85℃,回流比为0.6。
所述制得的制备色谱用乙腈工作液,乙腈含量87.2%,水分含量12.8%,200nm透光率大于95%。
检测本实施例制得的制备色谱用乙腈工作液的紫外透光率,具体数据见下表:
这里需要引起注意的是,前述的各实施例中,虽然制得了非整数乙腈浓度的制备色谱用乙腈工作液,但是,本发明的制备色谱用乙腈工作液的制备方法,可根据用户需求,通过调整脱水处理工艺相关参数,灵活调整工作液中的水分含量,从而最终制得满足用户需求的任意浓度(80-90%范围内)的制备色谱用乙腈工作液。例如,所述工作液可以为:乙腈含量80%,水分含量20%;乙腈含量85%,水分含量15%;乙腈含量90%,水分含量10%;乙腈含量95%,水分含量5%。
对比例1
采用实施例1的技术方案,其不同之处在于,删除吸附处理步骤,仅采用精馏精制对含水粗乙腈进行处理,制得乙腈工作液。
检测本对比例制得的制备色谱用乙腈工作液的紫外透光率,具体数据见下表:
除非另有说明,本发明中所采用的百分数均为质量百分数。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种制备色谱用乙腈工作液的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:S01、采用无机碳材料对含水粗乙腈进行吸附处理,制得含水乙腈;S02、所述含水乙腈经脱水处理后,制得制备色谱用乙腈工作液;
所述制备色谱用乙腈工作液,乙腈占比为80~95%,水分占比为5~20%,200nm透光率大于90%;
所述无机碳材料,为由SP2杂化和SP3杂化的碳原子共同组成的近似非晶形态、易石墨化、具有微介孔结构的无机富碳材料;
所述无机碳材料,由XRD测定的石墨化度G参数值为30~85%;
所述吸附处理,所述含水粗乙腈与所述无机碳材料的接触时间不小于5min。
2.根据权利要求1所述的制备色谱用乙腈工作液的制备方法,其特征在于,所述无机碳材料,含碳量大于99.9%,比表面积为100~1500m2/g,平均孔径为1~10nm。
3.根据权利要求1所述的制备色谱用乙腈工作液的制备方法,其特征在于,所述无机碳材料为以下至少之一:碳纤维、活性炭、碳微球、石墨化碳黑、碳分子筛。
4.根据权利要求1所述的乙腈精制方法,其特征在于,所述活性炭的粒径为50~500μm;所述石墨化碳黑的粒径为50~500μm;所述碳分子筛的粒径为50~500μm;所述碳微球的粒径为50~500μm;所述碳纤维的长度为3~5mm,直径为15~25μm。
5.根据权利要求1所述的乙腈精制方法,其特征在于,所述无机碳材料,由以下原料制得:聚偏二氯乙烯、碳粉、助剂;
所述助剂为以下至少之一:邻苯二甲酸二甲酯、顺丁烯二酸二辛酯、顺丁烯二酸二丁酯、己二酸二辛酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸二丁酯。
6.根据权利要求5所述的乙腈精制方法,其特征在于,所述聚偏二氯乙烯、碳粉、助剂的重量份比值为70-90:5-10:5-20。
7.根据权利要求5所述的制备色谱用乙腈工作液的制备方法,其特征在于,所述无机碳材料,制备方法包括:热熔、定型、碳化;
所述定型,在预定压力条件下,将热熔步骤制得的原料采用喷雾的方式均匀喷出,与冷空气对流成型,定型粒径为50μm-1.0mm。
8.根据权利要求1所述的制备色谱用乙腈工作液的制备方法,其特征在于,所述含水粗乙腈的含水量为5~90%。
9.一种制备色谱用乙腈工作液,其特征在于,所述乙腈工作液根据权利要求1至权利要求8任一项所述的制备方法制得。
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