[发明专利]一种分离混合二甲苯的方法

说明书

本发明公开了一种用于分离混合二甲苯的方法。该方法包括将混合二甲苯用包含金属有机框架材料的吸附剂进行吸附分离，从而分离出二甲苯异构体中的一种或多种，其中，所述金属有机框架材料中的有机配体为2,5‑二羟基‑1,4‑苯醌。采用本发明的方法能够有效分离二甲苯异构体，而且本发明所用的金属有机框架材料制备所用的有机配体和金属盐均廉价易得，合成条件温和，纯化步骤简单，易于操作和放大。因此，本发明的方法具有良好的工业应用前景。

技术领域

本发明涉及一种分离混合二甲苯的方法。

背景技术

混合二甲苯的各同分异构体，包括对二甲苯(PX)、邻二甲苯(OX)和间二甲苯(MX)，均是非常重要的工业合成原料物质。例如对二甲苯(PX)是一种重要的有机化工原料，主要用于合成对苯二甲酸(PTA)或者对苯二甲酸二甲酯(DMT)，进而生产聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，该聚酯性能优异，广泛用于纤维、胶片和树脂的制备，是一种十分重要的合成纤维和塑料的原料。邻二甲苯(OX)主要用于生产邻二苯甲酸酐(PA)、染料、杀虫剂等的化工原料，其衍生物邻苯二甲醛可用于制备邻苯二甲酸酯增塑剂。间二甲苯(MX)主要用于医药、香料和染料中间体原料及彩色电影油溶性成色剂。虽然纯组分的二甲苯被广泛的应用于各化工、医药领域，但因为混合二甲苯(对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯)中各组分密度接近、沸点差异极小(对二甲苯沸点是138.5℃，邻二甲苯为144.4℃，间二甲苯是139.2℃)，以及分子动力学尺寸接近(对二甲苯的分子动力学尺寸是邻二甲苯为间二甲苯是)，导致分离混合二甲苯体系以获得单一组分的二甲苯异常困难，现仍是一个亟待解决的问题。

现阶段，工业上能有效分离混合二甲苯的方法相对较少，主要有精密精馏法、常压低温结晶法、深冷结晶法及加压结晶法、络合法和吸附分离法。精密精馏法是采用多塔进行连续精馏操作，但该工艺所需设备昂贵、操作复杂，且不能完全分离出间二甲苯和对二甲苯，此外精馏过程中巨大的能耗和对中小规模设备的不友好限制了它的普及和运用。常压低温结晶法主要是根据在常压下，各异构体在混合物中凝固点以及溶解度的差异，在不同的温度区段相应的析出。但是混合二甲苯是多元液相混合体系，各异构体的固-液相图重叠交叉，很难在单一温度下获得纯组分的二甲苯。深冷结晶法或加压结晶法也是根据各异构体的物理性质和化学性质的差异，其中最主要是根据各自的凝固点不同，依据不同相变加压或降温分离二甲苯混合物。虽然此方式分离的周期较短、整个过程的能耗低、操作简单，但是所需高压和极低温条件对设备和操作要求很高，在实际生产中是不可取的。络合萃取法是利用烃类的碱性与络合萃取剂的酸性形成酸碱络合物从而进行分离的方法。络合剂一般采用HF-BF₃，二甲苯中的3种异构体的相对碱度有明显差异，例如以对二甲苯为1，则邻二甲苯为2，间二甲苯则为100，因此利用相对碱度不同从而可从混合二甲苯中分离出纯组分的二甲苯。但络合剂在此过程中不仅充当络合萃取剂，也是液相异构化反应的催化剂，此过程操作复杂且络合剂回收能耗大。

因此，目前仍亟需一种更加经济节能的分离手段来分离纯化对二甲苯、邻二甲苯和间二甲苯。相比而言，吸附分离法具有操作简便、能耗小、成本低等特点，但二甲苯的吸附分离最关键的是选择具有可观吸附量和较高吸附选择性的吸附剂。常用的吸附剂包括活性炭、粘土、分子筛、硅胶等。但是由于此类材料的内部孔结构均一且孔道化学环境不易进行修饰，导致吸附容量和分离选择性并不能达到工业应用水平。

发明内容

本申请的发明人经过大量研究发现采用一种特殊的金属有机框架材料对于二甲苯异构体(邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯)具有较高吸附选择性，因此能够有效地从混合二甲苯中分离出纯的异构体组分。基于此发现，提出本申请。

因此，本发明提供了一种用于分离混合二甲苯的方法，该方法包括将混合二甲苯用包含金属有机框架材料的吸附剂进行吸附分离，以分离出二甲苯异构体中的一种或多种，其中，所述金属有机框架材料中的有机配体为2,5-二羟基-1,4-苯醌。