[发明专利]一种2,2-二甲基丁烷和2,3-二甲基丁烷的分离方法

说明书

本发明公开了一种2,2‑二甲基丁烷和2,3‑二甲基丁烷的分离方法，以具有柔性功能的含氟阴离子杂化多孔材料为分离吸附剂，将所述分离吸附剂与含2,2‑二甲基丁烷和2,3‑二甲基丁烷的混合物接触，实现2,2‑二甲基丁烷和2,3‑二甲基丁烷的选择性吸附分离；所述含氟阴离子杂化多孔材料的结构通式为M‑L1‑A或M‑L2‑A，其中：M为金属离子，选自Cu²⁺、Zn²⁺、Co²⁺或Ni²⁺；A为无机含氟阴离子，选自SnF₆^2‑、ZrF₆^2‑、GeF₆^2‑、SiF₆^2‑或TiF₆^2‑；L1为有机配体1,2‑二吡啶乙炔；L2为有机配体4,4’‑联吡啶。

本申请是“一种异构化油的分离方法”的分案申请，原申请的申请日为2020年5月8日，原申请的申请号为202010380734.2。

技术领域

本发明涉及化学工程技术领域，具体涉及一种2,2-二甲基丁烷和2,3-二甲基丁烷的分离方法。

背景技术

环境问题的日趋严重对汽油质量提出了越来越高的要求，清洁汽油的生产需要低硫、低烯烃并且辛烷值较高的调和组分。目前，异构化油是一种低硫、无烯烃、无芳烃的环境友好产品，是优良的清洁汽油调和组分，通常在车用汽油中异构化油占5％～10％。异构化油主要由C5-C8的正构烷烃、单支链烷烃和多支链烷烃组成的混合物，其中多支链的烷烃不仅具有较高的辛烷值，且燃烧比较完全，作为未来汽油升级的“终极调和组分”，单支链烷烃和正构烷烃的辛烷值较低，需要将其从混合油中分离出来，从而进一步提高油品的辛烷值。

目前，工业上主要通过低温精馏的方式分离异构化油，即通过异构化油组成中烷烃沸点的差异将高辛烷值的多支链烷烃与低辛烷值的正构或者单支链烷烃分离，从而提高汽油辛烷值。然而，异构化油各组分的相对挥发度较小、物理性质相似，使得传统分离方式具有能耗高、成本高、工艺复杂等不足，极大地限制了它们的工业应用。因此，亟需开发高效、节能的分离技术，实现异构化油的分离。

吸附分离是一种高效节能的分离技术，其能耗低、操作简单，正在逐步替代传统的低温精馏技术。该技术的关键是开发兼具高容量和高选择性的吸附剂材料。现有异构化油分离的吸附剂材料主要是沸石分子筛，存在容量低、扩散传质慢、再生能耗高等不足，如专利CN105080475A。并且难以实现支链异构尺寸相差极小的异构体之间的选择性分离，无法应对新型产业和技术需求，严重影响了它们的工业应用价值，如专利US4709116A，5A分子筛可选择性地吸附异构化油中的分子尺寸较小的正构烷烃，可在一定程度上提升油品的辛烷值，但5A分子筛无法将多支链烷烃和单支链烷烃异构体予以分离，无法得到目前产业急需的辛烷值最高的高纯多支链烷烃，因此，油品辛烷值的进一步提高受到限制。

近年来，较多研究者考察了金属有机框架材料对异构化油烷烃的分离性能。例如，一种具有三角形孔结构的金属有机框架材料Fe(BDP)₃可实现异构化油中C6烷烃同分异构体的分离，基于单支链和双支链烷烃与框架作用力的差异，实现了单双支链异构体的分离，但分离选择性仅为1.2(Science,2013,340(6135):960-964)。又如，金属有机框架材料Ca(H₂tcpb)通过温度诱导的构型改变，可实现异构化油中C6烷烃的单双支链烷的分离，但吸附温度高(120℃)且容量低(1.2mmol/g)(EnergyEnvironment Science,2018,234,6135)。

因此开发兼具高容量和高选择性，且再生能耗低的吸附剂材料实现异构化油的高效分离仍然具有较大挑战。

发明内容