[發明專利]一種噻吩和苯的分離方法

在審

• 申請號: 202011149042.3
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112321381A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 黃飛鶴;周炯;喻國燦;王孟賓
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C07C7/12
• 分類號: C07C7/12;C07C15/04;C07D333/10;B01J20/22;B01J20/30;B01J20/34
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

本發明公開了一種噻吩和苯的分離方法，將雜[3]芳烴晶體材料和噻吩與苯混合物接觸并選擇性吸附噻吩實現噻吩和苯的分離，所述選擇性吸附噻吩的溫度小于80℃，所述雜[3]芳烴晶體材料的化學結構式如下：所述雜[3]芳烴晶體材料通過在不良溶劑中重結晶后活化得到，所述活化的溫度不低于150℃，時間不小于2小時。本發明分離過程操作簡單，設備要求低；分離過程不需要精餾操作，能耗低，節約能源，降低了生產成本；所用晶體材料穩定性高，可以循環使用，分離效果不會降低。

技術領域

本發明涉及吸附分離技術領域，具體涉及一種噻吩和苯的分離方法。

背景技術

噻吩和苯的分離是化工和石化行業中最具挑戰性的任務之一。苯是一種重要的石油化工產品，是一種具有重要工業和環境意義的揮發性有機化合物。在工業上，苯是通過煉焦煤、石油原料蒸汽裂解重整和芳烴餾分加氫脫烴產生的。在苯生產過程中，存在從裂解汽油中回收芳烴和從雜質中純化粗苯的問題。噻吩是粗苯焦炭生產中主要的含硫雜質之一。噻吩是苯中常見的污染物，對苯加工業造成危害，如腐蝕金屬設備，使催化劑中毒，影響產品質量，造成環境污染等。去除噻吩是保證苯高純度的關鍵。然而，由于噻吩和苯的物理性質相似，分離非常困難。由于噻吩(357.31K)和苯(353.25K)的沸點非常接近，且共沸物的形成使它們幾乎不可能通過傳統的蒸餾過程分離出來。目前工業分離噻吩和苯混合物的主要技術是萃取精餾。然而，這種方法需要較高的能源消耗和操作成本以及復雜的過程。因此，開發簡單而有效的操作和節能技術來分離噻吩和苯是非常必要的。

公開號為CN111116296A的專利說明書公開了一種利用雜[3]芳烴晶體材料吸附分離苯和環己烷的方法，其利用的是雜[3]芳烴晶體材料在苯和環己烷混合體系中對苯的高選擇性吸附能力。但是當面對噻吩和苯的混合體系時，該雜[3]芳烴晶體材料是否仍會對苯具有高選擇性吸附，還是會優先吸附噻吩，或者是否可以實現噻吩和苯的有效分離是難以預料的。

利用噻吩和苯在分子尺寸和幾何形狀上的差異，利用有序多孔材料進行吸附分離是一種有效的分離方法。例如，金屬有機框架材料已經被實驗研究用于吸附分離噻吩和苯。然而，由于它們的分子尺寸非常接近，設計和合成合適的金屬有機框架材料用于噻吩和苯的分離是一個挑戰。此外，由可逆的金屬-配位鍵構成的金屬有機框架材料在實際回收應用中不夠穩定。因此，迫切需要開發新型穩定的、可回收的吸附材料來有效分離噻吩和苯。

發明內容

針對本領域存在的不足之處，以及噻吩和苯分離技術中存在的耗能大、過程繁瑣、需要使用高純度脫附劑等缺陷，本發明提供了一種噻吩和苯的分離方法，利用雜[3]芳烴晶體材料吸附分離噻吩與苯混合物，能耗低、過程簡單。

一種噻吩和苯的分離方法，將雜[3]芳烴晶體材料和噻吩與苯混合物接觸并選擇性吸附噻吩實現噻吩和苯的分離，所述選擇性吸附噻吩的溫度小于80℃，所述雜[3]芳烴晶體材料的化學結構式如下：

所述雜[3]芳烴晶體材料通過在不良溶劑中重結晶后活化得到，所述活化的溫度不低于150℃，時間不小于2小時。

發明人經研究意外發現，在噻吩與苯同時存在的情況下，上述雜[3]芳烴晶體材料會優先吸附噻吩而不是苯。這是發明人的首次創造性發現。

經分析，由于噻吩與苯的分子結構的差別，所述雜[3]芳烴晶體材料能夠與噻吩形成化學計量比為1:1的主客體絡合物。該主客體絡合物是不穩定的，在加熱時會逐漸解絡合，將吸附的噻吩釋放出來。所述雜[3]芳烴晶體材料在脫附溫度下是穩定的，在脫附過程完成后，可以重復利用，且選擇性不會下降。

所述雜[3]芳烴晶體材料為現有材料，如Jiong Zhou等人已在《ChemicalCommunications》2016年52卷第1622～1624頁公開。

所述不良溶劑可以為丙酮，但不限于此。