[发明专利]沸石吸附剂、它们的制备工艺和它们的用途

说明书

本发明涉及沸石吸附剂、它们的制备工艺和它们的用途。所述沸石吸附剂基于包括钡的沸石X的小的附聚的晶体，组合了在选择性和机械强度方面的最佳性质。这些吸附剂具有在芳族C₈异构体的级分且特别是二甲苯的分离中、在取代的甲苯异构体例如硝基甲苯、二乙基甲苯或甲苯二胺的分离中、在甲酚的分离中和在多羟基醇例如糖类的分离中的应用。

本申请是申请号为201380064806.0、申请日为2013年12月10日、发明名称为“沸石吸附剂、它们的制备工艺和它们的用途”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及基于包括钡或钡和钾的沸石X的小的晶体的附聚物形式的吸附剂(附聚的沸石吸附剂)、它们的制备工艺和它们的用途。

这些吸附剂呈现出最优化的吸附容量和最优化的机械强度两者且可更特别地用于由包括具有8个碳原子的异构体的芳族烃的原料制造非常纯的对-二甲苯。

背景技术

将由除了钠阳离子之外还包括单独的或作为混合物的钡、钾或锶离子的沸石X或Y构成的附聚的沸石吸附剂用于选择性地吸附芳族烃的混合物中的对-二甲苯是由现有技术公知的。

专利US 3 558 730、US 3 558 732、US 3 626 020和US 3 663 638显示，包括基于钠和钡(US 3 960 774)或基于钠、钡和钾的硅铝酸盐的沸石吸附剂对于存在于芳族C₈级分(包括具有8个碳原子的芳族烃的级分)中的对-二甲苯的分离是有效的。

专利US 3 878 127中描述的沸石吸附剂被用作液相工艺(优选为模拟逆流型的)中的吸附剂，与专利US 2 985 589中描述的且尤其是应用于芳族C₈级分的那些类似。

在以上列举的专利中，沸石吸附剂以粉末形式或以主要由沸石和最高达20重量％的惰性粘合剂构成的附聚物的形式提供。

沸石X的合成经常通过硅铝酸盐凝胶的成核和结晶实施。通常，由含钠的水溶液(例如，氢氧化钠水溶液)制备沸石的晶体，且如果期望，钠阳离子可全部或部分地被其它阳离子例如钡或钡和钾替代(用其交换)。这些阳离子交换可在用附聚粘合剂使粉状沸石附聚之前和/或之后根据本领域技术人员已知的常规技术实施。

沸石X的合成产生晶体(通常为粉末形式)，所述晶体在工业规模上的使用是特别困难的(在处理操作期间显著的压力降低)。于是优先考虑这些晶体的附聚形式，其以粒料(grain)、纺成产物和其它附聚物的形式，这些所述形式可通过挤出、造粒和本领域技术人员已知的其它附聚技术获得。这些附聚物不呈现出粉状材料内在的缺点。

这些附聚物，不论是块、珠、挤出物等中的何种形式，通常由一种或多种沸石的晶体和粘合剂构成，所述沸石的晶体构成活性组分(在吸附的意义上)，所述粘合剂旨在确保附聚物形式的晶体的粘着(凝聚，cohesion)和赋予它们以足以经受住在用于从芳族C₈级分分离异构体的操作期间它们遭受的振动和移动的机械强度。

然而，与由晶体形成的粉末相比，这些附聚物的吸附性质明显降低，这是由于对于吸附是惰性的附聚粘合剂的存在。

为了克服附聚粘合剂对于吸附性能是惰性的该缺点，已经提出了多种手段，包括将附聚粘合剂的全部或至少一部分转化成从吸附的观点来看是活性的沸石。该操作现在是本领域技术人员所公知的，例如以“沸石化”之名。为了容易地实施该操作，使用能沸石化的粘合剂，其通常属于高岭石系列，和优选预先在通常为500℃-700℃的温度下煅烧。