CN102167652A - 吸附分离间二甲苯的吸附剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种吸附分离间二甲苯的吸附剂，包括90～98质量％的Y沸石和2～10质量％的粘结剂，所述Y沸石的可交换阳离子位被钠离子和锶离子共同占据。该吸附剂用于从C₈芳烃中吸附分离间二甲苯，具有较高的吸附容量和间二甲苯的吸附选择性。

Description

吸附分离间二甲苯的吸附剂及其制备方法

技术领域

本发明为一种吸附分离间位芳烃的吸附剂及其制备方法，具体地说，是一种从C8芳烃中吸附分离间二甲苯的吸附剂及其制备方法。

背景技术

间二甲苯(MX)是重要的基本有机化工原料，广泛应用于合成树脂、农药、医药、涂料和染料等诸多领域。高纯度的间二甲苯通常是从含有乙苯、对二甲苯、间二甲苯和邻二甲苯的混合碳八芳烃中分离获得。由于四种碳八芳烃异构体之间沸点相近，采用常规的精馏方式很难分离，所以分离间二甲苯的工艺主要有磺化水解、络合分离、萃取蒸馏和吸附分离等几种工艺形式。其中磺化水解工艺生产过程排放大量废酸污染环境，络合分离工艺使用HF-BF₃腐蚀设备，萃取蒸馏需要向待分离物料中添加萃取溶剂，而且往往因为萃取溶剂的选择性不够使间二甲苯产品难以达到很高的纯度。与传统工艺相比，吸附分离具有环境友好无污染、无腐蚀、设备造价低、产品纯度和收率高、吸附剂使用寿命长等优点，是分离间二甲苯技术的主要发展方向。

吸附剂是吸附分离技术的基础和核心，多由某种类型的沸石构成，按照吸附选择性划分，现有技术中分离间二甲苯采用的吸附剂大体分为两类，一类是优先吸附非MX组分，从吸余液中提取间二甲苯产品。使用此类吸附剂的技术诸如CN1132192A中采用KY或KBaY作为吸附活性组分，以膨润土为粘结剂制成吸附剂，通过气相优先吸附对二甲苯，从吸余相得到纯度99.5％的MX，该技术仅限于处理不含乙苯的原料。

CN1136549A则采用Silicalite-1沸石吸附剂，优先吸附原料中的乙苯和对二甲苯，再精馏吸余相获得MX。US6137024采用氢型β沸石作为吸附剂，优先选择吸附原料中的对二甲苯、邻二甲苯和乙苯，从吸余液中获得MX产品。但是Silicalite-1、β等沸石的吸附容量较低，使其应用受到限制。

另一类吸附剂优先吸附间二甲苯，使原料中的MX首先进入到吸附相中与其它异构体分离，再经过适当的解吸剂脱附得到抽出液物流，最后精馏抽出液回收解吸剂，得到高纯度的间二甲苯，NaY型沸石是这类吸附剂的典型代表。

USP4,306,107公开了一种从C₈芳烃异构体中分离纯间二甲苯和纯乙苯的方法，该法以NaY沸石为吸附活性组分，以甲苯为解吸剂，将C₈芳烃通入模拟移动床进行逆流操作，从洗脱液上游得到间二甲苯，下游得到乙苯，上下游中间得到对二甲苯和邻二甲苯的混合液。

USP4,326,092公开了一种从C₈芳烃中分离间二甲苯的方法，采用氧化硅与氧化铝摩尔比为4.5～5.0的NaY沸石为吸附活性组分，可明显提高吸附的选择性而得到高纯度的间二甲苯。

USP5,900,523公开的从二甲苯混合物中吸附分离间二甲苯的方法，使用氧化硅与氧化铝摩尔比为4.0～6.0的NaY沸石为吸附剂，在100～150℃进行液相吸附分离间二甲苯，吸附剂的水含量控制为500℃灼减量为1.5～2.5质量％，并且使用二氢化茚为解吸剂。

US20070038012A1公开了一种通过液相吸附从芳烃中分离间二甲苯的方法，该法使用NaY沸石为吸附剂，甲苯、二氢化茚或它们的混合物为解吸剂，使用的吸附剂水含量为0～1质量％，吸附温度控制为160～180℃。

CN1939883A公开了一种从芳族烃物料中分离间二甲苯的方法，让C₈芳烃与八面沸石吸附剂接触，该沸石含水0～8质量％，吸附温度25～250℃，解吸剂选自四氢化萘及其烷基化衍生物，优选的八面沸石为NaY。

CN1050595C公开了从芳烃中吸附分离间二甲苯的改进方法，以阳离子位同时被钠和锂离子占据的Y型沸石作为吸附剂，其中锂离子占据沸石可交换位点的5％～35％，为达到最佳的分离效果，将吸附剂由500℃灼减测定的含水量控制为1.5～3.0质量％。

USP3,686,342公开了一种芳烃的吸附分离方法，使用X沸石或Y沸石为活性组分制成吸附剂，吸附C₈芳烃中的对二甲苯，选择一种包括对二乙基苯的脱附剂进行脱附。该法所用的吸附剂的活性组分是一系列用不同金属离子交换的X沸石或Y沸石，其中有一种为完全用锶交换的Y沸石，具有较高的对二甲苯选择性。

发明内容

本发明的目的是提供一种选择性吸附分离间二甲苯的聚结型沸石吸附剂及其制备方法，该吸附剂吸附容量高、对间二甲苯的吸附选择性好。

本发明提供的吸附剂包括90～98质量％的Y沸石和2～10质量％的粘结剂，所述Y沸石的可交换阳离子位被钠离子和锶离子共同占据。

本发明将部分NaY沸石的阳离子位用锶离子交换，制得的以NaSrY沸石为活性组分的吸附剂具有较高的间二甲苯选择性。采用甲苯为解吸剂，配合连续逆流模拟移动床工艺，可以生产纯度大于99.5％的高纯度间二甲苯。

附图说明

图1为使用本发明吸附剂吸附分离间二甲苯的流程示意图。

具体实施方式

本发明将NaY沸石与粘结剂混合后成型，干燥、焙烧后用碱溶液处理，以使其中的部分粘结剂原位晶化为Y沸石，然后再将经原位晶化后获得的沸石颗粒用可溶性锶盐的水溶液进行离子交换，使吸附剂中Y沸石的可交换阳离子位部分被锶离子占据，以改变沸石晶孔内静电场性质，显著改善沸石吸附剂对间二甲苯的吸附选择性。

所述吸附剂中优选含7.0～13.0质量％的氧化钠、0.5～9.0质量％的氧化锶，更优选含8.0～12.0质量％的氧化钠、1.0～6.0质量％的氧化锶。吸附剂中氧化钠与氧化锶的摩尔比为2～30∶1、优选6～20∶1。

所述Y沸石骨架中的氧化硅与氧化铝的摩尔比为5.0～6.0、更优选5.2～5.6，所述Y沸石的平均晶粒粒径为0.1～2.0微米、优选0.2～1.0微米。

本发明吸附剂的水含量以600℃焙烧2小时后的灼减量表示，即经过600℃焙烧2小时后吸附剂减少的质量与其灼烧前质量的比值。本发明所述吸附剂于600℃的灼减量不大于6.0质量％，一般为1～6质量％、优选2～5质量％、更优选2.0～4.0质量％。

本发明吸附剂中的粘结剂为高岭石、地开石、珍珠石、埃洛石、凹凸棒石或它们的混合物经原位晶化后未晶化的基质。

本发明所述的吸附剂形状为颗粒物，优选球形，也可以是条形。

本发明所述吸附剂的制备方法，包括：

(1)将NaY沸石和高岭土族矿物混合后聚结成颗粒物，然后干燥、焙烧；

(2)将焙烧后的颗粒物用氢氧化钠溶液或氢氧化钠与硅酸钠的混合溶液在90～100℃处理，使其中的高岭土族矿物原位晶化为Y沸石；

(3)用锶的可溶性盐溶液进行阳离子交换，然后洗涤、干燥、活化。

上述制备方法中，(1)步为NaY沸石和高岭土族矿物的聚结成型，成型时所用沸石与高岭土族矿物的质量比为85～95∶5～15。所述的聚结成型可以按照本领域技术人员所熟知的各种技术进行，比如挤条、压片或滚动成球，从吸附剂装填和使用过程的流体力学考虑，优选的聚结成型方式为滚动成球，滚球时优选在NaY沸石和高岭土族矿物混合物中添加适当助剂，如田菁粉或羧甲基纤维素。助剂的加入量为沸石和高岭土族矿物混合物总量的1～8质量％，优选2～5质量％。滚动成型所用的设备可为转盘、糖衣锅或滚筒。成型时将混合粉料放入转动设备中，边滚动边向混合粉料中喷洒适量的水，水的加量为混合粉料总质量的10～40％、优选20～30％。粉料在水溶液的作用下逐渐粘附团聚成小球并长大，滚动至一定粒径的小球后，将小球从成型设备中取出，然后将其筛分，取直径为0.2～1.5毫米、优选0.35～0.80毫米的小球，干燥、焙烧后制得成型小球。干燥温度优选80～120℃，时间优选4～12小时。焙烧温度优选500～700℃，时间优选2～6小时。聚结成型的小球经过高温焙烧，高岭土族矿物的原有晶体结构被破坏，转变为具有反应活性的无定型硅铝酸盐，在适当条件下通过碱处理，可使其中大部分的无定型硅铝酸盐进一步转化为Y沸石，获得至少包含90质量％Y沸石的聚结型吸附剂颗粒。

(1)步所述的高岭土族矿物优选高岭石、地开石、珍珠石、埃洛石或它们的混合物。

上述制备方法的(2)步是将(1)步成型焙烧后的小球进行碱处理，以使其中的高岭土族矿物原位晶化生成Y沸石，以进一步提高吸附剂的有效吸附容量，同时，碱处理转晶过程还使小球内部的沸石晶粒之间形成更紧密的结合。原位晶化处理时液/固体积比为1.2～2.0∶1，原位晶化处理所用碱液选自氢氧化钠或氢氧化钠与硅酸钠的混合溶液。当碱处理所用的碱液为氢氧化钠溶液时，其浓度优选0.5～2.0摩尔/升；当碱处理所用的碱液为氢氧化钠与硅酸钠的混合溶液时，该混合溶液中氧化钠含量为1.0～6.0质量％，二氧化硅含量为1.0～7.0质量％。碱处理时间优选2～10小时。原位晶化后将所得小球进行水洗、干燥。干燥温度优选60～120℃，干燥时间优选4～12小时。

上述方法(3)步为离子交换和活化，将NaY沸石中的钠离子用锶离子部分取代。沸石的离子交换过程通常在待交换金属的可溶性盐的水溶液中进行，达到平衡状态后滤掉交换母液，水洗除去游离的金属离子，然后干燥。所说的平衡状态是指沸石颗粒与交换溶液之间不再有金属离子的进入或迁出的净转移，即母液中的各种金属离子浓度趋于恒定。为了达到预期的离子交换量，可以进行多次离子交换。

(3)步所述锶的可溶性盐优选氯化锶或硝酸锶，离子交换时液/固体积比为2～6，离子交换温度为60～120℃、优选90～100℃，交换时间2～20小时、优选4～10小时。所述的阳离子交换可以在釜式或柱式容器中进行，优选在带有搅拌装置的釜式容器中进行。

经过离子交换后的沸石颗粒需洗涤，除去游离金属离子，因其中含有饱和状态的吸附水，简单的烘干也只是脱除颗粒表面的明水和部分堆积于孔道中的水，很难脱除沸石晶孔内的吸附水。而沸石晶孔内大量水的存在不仅占据了有效的吸附孔体积，而且还使吸附剂的选择性变差，必须进行脱水活化处理才能满足工业应用要求。所述的活化在氮气流或空气流中进行，活化温度为180～300℃。

本发明提供的吸附剂适用于间位芳烃异构体的液相吸附分离过程，特别是从邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯和乙苯的混合物中吸附分离间二甲苯。

所述液相吸附分离可采用多柱串联方式进行，也可采用借助旋转阀或电磁阀组实现的模拟移动床进行。吸附分离的操作压力优选0.5～1.6MPa、温度优选120～200℃。

衡量吸附剂性能优劣的重要指标是吸附剂对芳烃的吸附容量、吸附选择性和对提取组分间二甲苯的吸附、解吸速率。

吸附选择性是达到吸附平衡时，吸附相中两组分的质量或体积的比率与非吸附相中该两种组分的质量或体积的比率之比。所述吸附平衡是指C₈芳烃与吸附剂接触后，吸附相和非吸附相之间不发生组分净转移时的状态。选择性β由下式计算：

$\mathrm{\β}=\frac{A_C/A_D}{U_C/U_D}$

式中C和D表示欲进行分离的两种组分，A_C和A_D分别表示吸附相中C、D两组分的质量或体积比，U_C和U_D分别表示非吸附相中C、D两组分的质量或体积比。当两种组分的选择性β≈1.0时，它们彼此被吸附或未被吸附的程度几乎相同，不存在其中一种组分的优先吸附。当β大于或小于1.0时，即出现其中一种组分被优先吸附的分离过程。具体来说，当β＞1.0时吸附剂对C组分优先吸附，当β＜1.0时吸附剂对D组分优先吸附。理论上，选择性大于1时即可实现不同组分之间的相互分离，但从分离的难易程度考虑，提取组分相对其余组分而言，β值越大，吸附分离就越容易进行，如此即可以减少吸附剂和解吸剂的循环用量，降低吸附分离装置的操作费用，又可以获得更高纯度的产品。对于吸附分离装置而言，要求吸附剂的选择性要接近于2，选择性大于2，才有更好的工业应用价值。

下面通过实例进一步说明本发明，但本发明并不限于此。

实例中吸附剂的Y沸石含量和评价性能数据的测定方法为：

吸附剂的Y沸石含量通过测定样品在一定条件下对甲苯的吸附量来计算，测定条件为35℃恒温下，用常压流动的氮气携带甲苯蒸气通过吸附剂直至吸附饱和，甲苯蒸汽的相对压力为0.5(相对压力指甲苯分压与测试温度下甲苯饱和蒸汽压的比值)，设定甲苯吸附能力等于240毫克/克时，样品中Y沸石含量为100质量％。甲苯吸附量同时也是吸附剂对芳烃吸附容量的一个度量。

使用动态脉冲实验装置测定吸附选择性和吸附、解吸间二甲苯的速率。该装置由进料系统、吸附柱、电加热炉和压力控制阀等组成。吸附柱为φ8×1×1800毫米的不锈钢盘管，吸附剂装填量50毫升，置于自动控温的立式电炉中加热。吸附柱下端入口与进料和氮气系统相连，上端出口接压控阀再与流出物收集器连接。实验所用解吸剂组成为30体积％的甲苯(T)和70体积％的正庚烷(NC₇)，脉冲进料液组成为各占5体积％的乙苯(EB)、对二甲苯(PX)、间二甲苯(MX)、邻二甲苯(OX)、正壬烷(NC₉)和75体积％的解吸剂。

吸附选择性的具体测定过程为：将称量好的吸附剂装入吸附柱震荡填实，在氮气流中于180～300℃脱水活化，控制吸附剂保持适当的水含量。然后通入解吸剂排除系统中的气体，将压力升至0.8MPa，温度升至160℃，停止通入解吸剂，按1.0时^-1的体积空速通入8毫升的脉冲进料液，再改通解吸剂并以同样的空速进行脱附，每2分钟取一滴脱附液样品，用气相色谱分析组成。以脱附用解吸剂进料体积为横坐标，NC⁹和EB、PX、MX、OX各组分浓度为纵坐标，可以绘制出上述各组分含量随解吸剂用量增加而变化的峰形曲线。作为示踪剂的NC₉不被吸附，首先出峰，它给出了吸附系统的死体积。将示踪剂半峰宽的中点作为零点，测定EB、PX、MX、OX各组分半峰宽中点到零点的解吸剂进料体积，即净保留体积V_R。任意组分的净保留体积与吸附平衡时的分配系数成正比，它反映了各异构体吸附平衡的情况。两组分净保留体积之比即为吸附选择性β值，也称之为分离系数。

解吸剂与提取组分之间相互置换的传质速度通过脉冲试验产生的峰形曲线的半峰宽来表征，半峰宽数值越小，表明传质速度越快。较小的半峰宽可以降低各组分间峰形曲线的重叠程度，达到更好的分离效果。

解吸剂对提取组分的洗脱速度通过脉冲试验中的净保留体积表征。对于一个工业应用的吸附剂而言，在满足分离效果的前提下，希望对提取组分具有更快的洗脱速度，因为这样可以减少解吸剂的用量，在经济上更合理。

为了实现吸附剂的循环连续使用，提取组分与解吸剂之间选择性也是一个重要的性能指标。本发明通过对脉冲试验提取组分峰形曲线的进一步解析来确定。将MX的脉冲峰形曲线前沿流出液中MX浓度从10％上升到90％时所需的解吸剂体积定义为吸附速率[S_A]_10-90，将曲线后沿MX浓度从90％下降到10％时所需的解吸剂体积定义为解吸速率[S_D]_90-10。二者的比值[S_D]_90-10/[S_A]_10-90即可表示MX与解吸剂(T)之间的吸附选择性β_MX/T。

若β_MX/T小于1.0，表示吸附剂对解吸剂的选择性强，这对吸附过程是不利的，若β_MX/T远大于1.0，则表示解吸剂的吸附能力太弱，将会使脱附过程变得困难，理想的状况是比值β_MX/T等于或略大于1.0。

实例1

制备本发明吸附剂并进行吸附性能测试。

(1)滚球成型：将88千克(干基质量，下同，中国石化催化剂长岭分公司生产)氧化硅/氧化铝摩尔比5.32、平均晶粒粒径0.8微米、甲苯吸附容量237毫克/克的NaY型沸石与9.8千克高岭土(含高岭石90质量％，山西临汾产)和3.4千克田菁粉混合均匀形成混合粉料，放入转盘中边滚动边喷入适量的水，以使固体混合粉料附聚成小球，滚球时喷入的水量为固体混合粉料的25质量％。筛取直径为0.35～0.80毫米的小球，80℃干燥10小时，空气流中540℃焙烧4小时，测定其甲苯吸附容量为211毫克/克。

(2)碱处理：将上述焙烧后的小球按液/固体积比2.0∶1的比例，用1.0moL/L的氢氧化钠溶液，在96℃静置处理4.0小时，使其中的高岭土原位晶化转化为Y沸石。碱处理后所得的小球用去离子水洗涤至洗涤液pH值为9.0，80℃干燥12小时，500℃焙烧2小时，测定其甲苯吸附容量为224毫克/克，相当于吸附剂小球中Y沸石的含量为93.3质量％。

(3)离子交换：将(2)步焙烧后的小球釜中，加入0.02moL/L的氯化锶水溶液，使氯化锶溶液与小球的液/固体积比为5∶1，在92℃、0.1MPa、搅拌条件下进行锶离子交换6小时。交换完成后，滤掉交换母液，用去离子水洗涤至洗涤液中检测不到Cl^-离子。X射线荧光光谱法测定离子交换后吸附剂中含氧化锶0.94质量％、氧化钠11.56质量％，氧化钠与氧化锶的摩尔比为20.6∶1。

(4)活化：将离子交换后的小球在230℃氮气流中干燥2小时，制得吸附剂A-1，600℃焙烧2小时测定其灼减量为3.4质量％，脉冲试验测得的吸附剂选择性、MX半峰宽和净保留体积见表1。

实例2

按实例1的方法制备吸附剂，不同的是(3)步离子交换所用的氯化锶水溶液的浓度为0.04moL/L。X射线荧光光谱法测定离子交换后吸附剂中含氧化锶1.79质量％、氧化钠11.12质量％，氧化钠与氧化锶的摩尔比为10.4∶1。230℃氮气流中干燥2小时得到吸附剂A-2，在600℃焙烧2小时的灼减量为3.1质量％，脉冲试验测得的吸附剂选择性、MX半峰宽和净保留体积见表1。

实例3

按实例1的方法制备吸附剂，不同的是(3)步离子交换所用的氯化锶水溶液浓度为0.07moL/L。X射线荧光光谱法测定离子交换后吸附剂中含氧化锶2.81质量％、氧化钠10.43质量％，氧化钠与氧化锶的摩尔比为6.2∶1。230℃活化后得到吸附剂A-3，在600℃焙烧2小时的灼减量为2.9质量％，脉冲试验测得的吸附剂选择性、MX半峰宽和净保留体积见表1。

实例4

按实例1的方法制备吸附剂，不同的是(3)步离子交换所用的氯化锶水溶液的浓度为0.13moL/L。X射线荧光光谱法测定离子交换后的吸附剂中含氧化锶5.52质量％、氧化钠8.87质量％，氧化钠与氧化锶的摩尔比为2.7∶1。230℃活化后得到吸附剂A-4，在600℃焙烧2小时的灼减量为2.7质量％，脉冲试验测得的吸附剂选择性、MX半峰宽和净保留体积见表1。

实例5

按实例1(1)、(2)步的方法滚球成型并进行碱处理，不同的是将75千克氧化硅/氧化铝摩尔比5.50、平均晶粒粒径0.7微米、甲苯吸附容量233毫克/克的NaY沸石(中国石化催化剂齐鲁分公司生产)、8.3千克高岭土和3.0千克羧甲基纤维素混合均匀制成混合粉料，滚球时喷入的水量为固体混合粉料的27质量％。碱处理后所得小球的甲苯吸附容量为218毫克/克，相当于聚结小球中Y沸石的含量为90.8质量％。

按实例1(3)步的方法将碱处理后所得小球用氯化锶溶液进行离子交换，不同的是氯化锶溶液的浓度为0.04moL/L。X射线荧光光谱法测定离子交换后吸附剂中含氧化锶1.65质量％、氧化钠10.56质量％，氧化钠与氧化锶的摩尔比为10.7∶1。230℃活化后制得吸附剂A-5，其在600℃焙烧2小时的灼减量为2.8质量％，脉冲试验测得的吸附剂选择性、MX半峰宽和净保留体积见表1。

对比例1

制备活性组分为NaY的沸石吸附剂。

将70千克氧化硅/氧化铝摩尔比5.32、平均晶粒粒径0.8微米，甲苯吸附容量237毫克/克的NaY型沸石(中国石化催化剂长岭分公司生产)与7千克高岭土混合均匀，放入转盘中，边滚动边喷入适量的去离子水，以使固体粉料附聚成小球，滚球时喷入的水量为固体粉料的30质量％。筛取0.35～0.80毫米的小球，80℃干燥10小时，在空气流中540℃焙烧4小时。再将焙烧后小球用1.0moL/L的氢氧化钠溶液于92℃处理4小时，碱处理后的小球用去离子水洗涤至洗涤液pH值为9.0。测定该聚结小球的甲苯吸附容量为226毫克/克，相当于聚结小球中Y沸石含量为94.2质量％。

将所得含NaY沸石的小球在250℃氮气流中干燥2小时，制得对比吸附剂B-1，600℃焙烧2小时测定其灼减量为3.5质量％，脉冲试验测得的吸附剂选择性、MX半峰宽和净保留体积见表1。

对比例2

制备活性组分为LiNaY的沸石吸附剂。

将采用对比例1方法制得的吸附剂B-1放入釜中，加入浓度为0.2moL/L的氯化锂水溶液，使氯化锂溶液与吸附剂的体积比为5∶1，在90℃、0.1MPa、搅拌条件下进行锂离子交换6小时。交换完成后，滤掉交换母液，用去离子水洗涤至洗涤液中检测不到Cl^-离子。等离子发射光谱法(ICP)测定交换后所得吸附剂中含氧化锂0.62质量％、氧化钠11.54质量％，钠离子被锂离子交换的摩尔百分比为10％。

将所得LiNaY沸石小球在250℃氮气流中干燥2小时，制得对比吸附剂B-2，600℃焙烧2小时测定其灼减量为3.1质量％，脉冲试验测得的吸附剂选择性、MX半峰宽和净保留体积见表1。

对比例3

制备活性组分为SrY的沸石吸附剂。

将采用对比例1方法制得的吸附剂B-1放入釜中，加入浓度为0.5moL/L的氯化锶水溶液，在90℃、0.1MPa和搅拌条件下进行锶离子交换4次，每次所用氯化锶溶液与吸附剂的体积比为5∶1，交换时间4小时。交换完成后，滤掉交换母液，用去离子水洗涤至洗涤液中检测不到Cl^-离子。X射线荧光光谱法测定离子交换后吸附剂中含氧化锶19.7质量％、氧化钠1.05质量％，氧化钠与氧化锶的摩尔比为0.09。

将所得Sr交换后得到的吸附剂小球，在280℃氮气流中干燥2小时，制得对比吸附剂B-3，600℃焙烧2小时测定其灼减量为3.2质量％，脉冲试验测得的吸附剂选择性、MX半峰宽和净保留体积见表1。

实例6

在连续逆流的小型模拟移动床装置上用吸附剂A-3进行吸附分离间二甲苯的实验。

所述小型模拟移动床装置包括24根串联的吸附柱，每根柱长195毫米，柱内直径30毫米，吸附剂的总装填量为3300毫升。在串联的24根柱子首尾两端用循环泵连接构成一个封闭的环路，如图1所示。图1中，吸附原料、解吸剂、提取液、提余液四股进、出物料将24根吸附柱分成四个区段，即吸附原料(柱15)和提余液(柱21)之间的7根吸附柱为吸附区，提取液(柱6)和吸附原料(柱14)之间的9根吸附柱为提纯区，解吸剂(柱1)和提取液(柱5)之间的5根吸附柱为解吸区，提余液(柱22)和解吸剂(柱24)之间的3根吸附柱为缓冲区。整个吸附体系的温度控制为160℃，压力为0.8MPa。

操作过程中，分别按1600毫升/时和380毫升/时的流量连续地向上述模拟移动床装置中注入解吸剂甲苯和吸附原料，并以700毫升/时的流量将提取液抽出装置，1280毫升/时的流量将提余液抽出装置。所述吸附原料的组成为乙苯14.99质量％、对二甲苯20.14质量％、间二甲苯42.25质量％、邻二甲苯21.75质量％、非芳烃组分0.87质量％。设定循环泵流量3960毫升/时，根据模拟逆流色谱的原理，每隔80秒四股物料位置按与液体流向相同的方向前移1根吸附柱。在稳定的操作状态下得到的间二甲苯纯度为99.61质量％，回收率为96.2质量％，由此计算得出的间二甲苯生产率为每立方米吸附剂每小时吸附分离间二甲苯0.047米³。

对比例4

在小型移动床装置上装填对比吸附剂B-1，按实例6的方法进行吸附分离间二甲苯的实验，稳定操作状态下得到的间二甲苯纯度为99.47质量％，回收率为90.7质量％，间二甲苯生产率为每立方米吸附剂每小时吸附分离间二甲苯0.044米³。

对比例5

在小型移动床装置上装填对比吸附剂B-2，按实例6的方法进行吸附分离间二甲苯的实验，稳定操作状态下得到的间二甲苯纯度为99.52质量％，回收率为92.5质量％，间二甲苯生产率为每立方米吸附剂每小时吸附分离间二甲苯0.045米³。

表1

Claims (13)

1.一种吸附分离间二甲苯的吸附剂，包括90～98质量％的Y沸石和2～10质量％的粘结剂，所述Y沸石的可交换阳离子位被钠离子和锶离子共同占据。

2.按照权利要求1所述的吸附剂，其特征在于吸附剂中含7.0～13.0质量％的氧化钠、0.5～9.0质量％的氧化锶。

3.按照权利要求1所述的吸附剂，其特征在于吸附剂中氧化钠与氧化锶的摩尔比为2～30∶1。

4.按照权利要求1所述的吸附剂，其特征在于所述Y沸石骨架中的氧化硅与氧化铝的摩尔比为5.0～6.0。

5.按照权利要求1所述的吸附剂，其特征在于所述Y沸石的平均晶粒粒径为0.1～2.0微米。

6.按照权利要求1所述的吸附剂，其特征在于所述吸附剂于600℃的灼减量为1～6质量％。

7.按照权利要求1所述的吸附剂，其特征在于所述的粘结剂为高岭石、地开石、珍珠石、埃洛石、凹凸棒石或它们的混合物经原位晶化后未晶化的基质。

8.一种权利要求1所述吸附剂的制备方法，包括：

(1)将NaY沸石和高岭土族矿物混合后聚结成颗粒物，然后干燥、焙烧；

(2)将焙烧后的颗粒物用氢氧化钠溶液或氢氧化钠与硅酸钠的混合溶液在90～100℃处理，使其中的高岭土族矿物原位晶化为Y沸石；

(3)用锶的可溶性盐溶液进行阳离子交换，然后洗涤、干燥、活化。

9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于(1)步所述的聚结为滚球成型，所述的高岭土族矿物选自高岭石、地开石、珍珠石、埃洛石或它们的混合物。

10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于滚球时在NaY沸石和粘结剂混合物中加入田菁粉或羧甲基纤维素。

11.按照权利要求8所述的方法，其特征在于(2)步所述氢氧化钠溶液的浓度为0.5～2.0摩尔/升，所述氢氧化钠与硅酸钠的混合溶液中氧化钠的含量为1.0～6.0质量％，二氧化硅的含量为1.0～7.0质量％。

12.按照权利要求8所述的方法，其特征在于(3)步所述锶的可溶性盐为氯化锶或硝酸锶，离子交换时液/固体积比为2～6，离子交换温度为60～120℃。

13.按照权利要求8所述的方法，其特征在于所述的活化在氮气流或空气流中进行，活化温度为180～300℃。

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