二甲苯异构体通常产自催化重整装置,分离能耗高,使用的分离方法包括蒸馏、分段结晶和高温高压环境下的吸附。阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)成像与表征核心实验室(IAC)的核磁共振(NMR)研究员Abdul-Hamid Emwas指出:由于二甲苯异构体的相对分子质量相同、沸点接近、结构相似、物化性质互相重叠,因此分离很困难,需要大量能量。
KAUST的副教授Niveen Khashab和她的研究团队最近和一个国际科学家小组合作,为石化行业寻找一种新的、能耗更低的方法来分离和提纯二甲苯异构体。其工作成果在《Chem》杂志的最新一期中有所描述。
葫环联脲(Cucurbiturils,简称CB7)是由亚甲基桥连接的甘脲单体制成的有机大环分子,其形状像南瓜,疏水中心腔可以容纳较小的分子。该研究团队利用CB7与水中的二甲苯异构体具有强而独特的亲和力的优异特性,通过液-液萃取(在室温和一定压力下)分离异构体,CB7中间的孔可以从二甲苯异构体混合物中选择性地容纳邻二甲苯,在一个萃取循环中分离邻二甲苯的选择性可以达到92%以上。
由于这3种异构体具有不同的NMR光谱,因此使用高分辨率的1-D NMR进行定量分析,并且使用先进的2-D NMR实验来探究分离机理,验证了CB7分离工艺的新颖性。
据研究人员介绍,CB7可以从0.5 L的商业样品中分离二甲苯。此外,使用商业二甲苯和裂解汽油的C8芳烃馏分进行的实验室放大试验证明,CB7分离邻二甲苯的选择性能够高达83%。