异己烷, 己烷支链异构体的混和物的有关研究

简述

异己烷, 己烷支链异构体的混和物，顾名思义，是包含异己烷与己烷支链等多种己烷构型的混合物质，简称C6烷烃异构化物质，可用分子式C₆H₁₄表示。常温常压下，该物质的性状为无色透明液体，化学性质不活泼，极化率，沸点相近。异己烷, 己烷支链异构体的混和物的高效分离是石化行业生产高辛烷值汽油的关键过程之一，其中双支链异构体的分离可以提高汽油的辛烷值从而减少发动机的爆震现象^[1-2]。

吸附性研究

研究人员采用十六烷基三甲基溴化铵和β-环糊精对凹凸棒土进行改性，利用红外光谱和比表面积对改性的凹土进行表征，并通过静态和动态吸附实验，研究了凹土对正己烷与异己烷, 己烷支链异构体的混和物的吸附行为，考察了吸附时间、吸附温度、流速等对吸附性能的影响。实验结果表明，凹土对上述物质的吸附量随吸附时间的延长和吸附温度的下降而增大，相同条件下正己烷在凹土上的吸附量大于异己烷；经过有机物改性后的凹土对正己烷与异己烷, 己烷支链异构体的混和物的吸附性能优于原土，十六烷基三甲基溴化铵改性后的凹凸棒土对正己烷的吸附量可达到224 mg/g^[3]。

分离研究

异构烷烃的分离是有效利用石脑油资源提升蒸汽裂解，催化重整经济性，提高汽油辛烷值的重要手段。而己烷在石脑油中的含量较高，正己烷和异己烷, 己烷支链异构体的混和物的分离显得尤为重要。目前工业上C6烷烃异构化（如异己烷, 己烷支链异构体的混和物）中的吸附分离技术是利用择形吸附原理，吸附剂采用的是5A分子筛，具有吸附容量低和不易实现功能化的缺点。近年来兴起的MOFs材料具有诸多优点，在吸附分离领域具有广阔的应用前景。研究人员采用计算机模拟与实验研究相结合的方法，考察了ZIFs系列材料和UiO-66及其改性物两类MOF材料的吸附行为，分析了影响吸附性能的因素并筛选出吸附性能优异的MOF材料。结果表明，ZIF-67具有较大的烷烃吸附容量和较小的吸附选择性；ZIF-78以及ZIF-81与ZIF-68相比，对于正己烷饱和吸附量较大且具有较好的吸附选择性；UiO-66及其改性物在混合组分的吸附过程中显示出了反向择形性，优先吸附双支链烷烃分子（异己烷, 己烷支链异构体的混和物中的部分构型），且UiO-66-NH₂和UiO-66-OH对于双支链烷烃分子具有很高的选择性分离系数^[4]。

参考文献

[1]韩笑,陈雨亭,苏宝根,等.己烷异构体吸附分离材料研究进展[J].化工学报, 2021, 72(7):21.DOI:10.11949/0438-1157.20210073.

[1]叶诗洋,程敏,吉旭,等.高性能COF材料的高通量筛选策略:己烷异构体分离[J].化工学报, 2022, 73(11):5138-5149.DOI:10.11949/0438-1157.20220988.

[3]韶晖,姚鹏飞,冷一欣,等.凹凸棒土的改性及其对己烷异构体的吸附性能[J].化学工程, 2014, 42(12):5.DOI:10.3969/j.issn.1005-9954.2014.12.004.

[4]郝文哲.C6同分异构体在金属有机骨架中吸附分离的研究[D].天津大学.