[发明专利]一种无粘结剂球形对二甲苯吸附剂及其制备方法

说明书

一种无粘结剂球形对二甲苯吸附剂，所述吸附剂的灼基堆密度为0.90～1.16g/mL，250N抗压破碎率小于1质量％，孔直径为50～1000nm的大孔的孔体积为0.1～0.21mL/g，所述吸附剂为X分子筛，其阳离子位被Ba离子或Ba和K离子占据。该吸附剂灼基堆密度高、强度好、无粘结剂、吸附容量高且制备方法简单。

技术领域

本发明为一种无粘结剂球形分子筛吸附剂及其制备方法，具体地说，是一种无粘结剂球形对二甲苯吸附剂及其制备方法。

背景技术

高纯度对二甲苯是聚酯纤维工业重要的基础原料。对二甲苯(PX)主要存在于混合C₈芳烃中，而混合C₈芳烃包括对二甲苯(PX)、间二甲苯(MX)、邻二甲苯(OX)和乙苯(EB)四个异构体，其沸点差很小，特别是对、间二甲苯沸点只差0.6℃，因此很难靠精馏方法得到高纯度对二甲苯，工业上普遍采用吸附分离方法生产高纯度对二甲苯。吸附分离技术由沸石吸附剂配合模拟移动床连续逆流分离工艺构成，高性能的吸附剂是该工艺的核心技术。

现在工业上广泛使用的吸附分离对二甲苯的吸附剂的活性组分为钡、钾离子单独或混合交换的X型沸石。人工合成的分子筛通常为细小粉末状，需加入一定量的粘结剂聚结成型后才能满足工业应用。其中高岭土类粘土作为粘结剂可使分子筛制备成多种形状，并且大大提高了分子筛成型体的强度，虽然高岭土类粘土本身通常不具有吸附选择性，但是可经过焙烧和碱处理使其中的硅铝酸盐转变成为分子筛，从这些方面来说高岭土类粘土是一种较理想的分子筛成型粘结剂。

高性能吸附剂应具备吸附容量高、吸附选择性好、传质速率好、强度好等优点，而吸附剂制备技术是实现吸附剂高性能的关键。

CN00134089.1公开了一种吸附剂及其制备方法，通过改善吸附剂的二次孔分布来提高吸附剂的传质性能。该方法将X型沸石和粘结剂以及0.5-6.0质量％的扩孔剂进行成型，然后经干燥焙烧、碱处理、离子交换制备对二甲苯吸附剂。

CN03137917.6提供了一种高堆密度对二甲苯吸附剂及其制备方法，该专利将X型沸石与高岭土混匀，经滚动成型方法制备吸附剂。为提高吸附剂堆密度和强度，需要在滚球过程中不断增大高岭土的比例。成型体干燥焙烧后经碱处理使其中的粘结剂沸石化，再经钡和钾交换制备成品吸附剂。该法制备的对二甲苯吸附剂灼基堆密度为0.84-0.90g/cm³。

CN200880127309.X公开了一种改进传质和吸附选择性的对二甲苯吸附剂及制备方法。该专利使用低硅铝比(Si/Al原子比＝0.95-1.05)、小晶粒X型沸石与高岭土附聚成型，成型体干燥焙烧后经碱处理使其中的粘结剂沸石化，再经过钡和钾交换以及活化制备对二甲苯吸附剂。

高岭土作为分子筛成型粘结剂也有其缺点：1)高岭土是不可再生资源，硅铝含量高的高岭土还属于稀缺资源；2)高岭土中硅铝酸盐以外的杂质成分不仅不能转变成为分子筛，而且还可能使待分离组分发生副反应对吸附分离产生不利影响。因此需要在分子筛成型过程尽可能减少高岭土类粘土的添加比例。然而随着粘土添加比例的减少，成型体的强度也会降低，增加了使用过程中破碎甚至粉化的风险；堆密度也会减小，降低了单位体积吸附剂的处理量。

US20130012377公开了一种对二甲苯吸附剂及制备方法，该方法向NaX型 沸石中加入基于碳水化合物的成型助剂，然后向其中喷洒混合氧化铝溶胶和氧 化硅溶胶，从而形成混合物颗粒；之后经干燥和焙烧、碱处理和Ba离子交换 制得吸附剂。

发明内容

本发明目的是提供一种无粘结剂球形对二甲苯吸附剂及其制备方法，该吸 附剂灼基堆密度高、强度好、无粘结剂、吸附容量高且制备方法简单。

本发明提供无粘结剂球形对二甲苯吸附剂，所述吸附剂的灼基堆密度为 0.90～1.16g/mL，250N抗压破碎率小于1质量％，孔直径为50～1000nm的大孔 的孔体积为0.1～0.21mL/g，所述吸附剂为X分子筛，其阳离子位被Ba离子或 Ba和K离子占据。