DE102017207817A1

DE102017207817A1 - Zeolithhaltiges Adsorbens zur selektiven Abtrennung von Isomeren aus aromatischen Kohlenwasserstoffgemischen, seine Herstellung und Verwendung

Info

Publication number: DE102017207817A1
Application number: DE102017207817.0A
Authority: DE
Inventors: Stephan J. Reitmeier
Original assignee: Clariant International Ltd
Current assignee: Clariant International Ltd
Priority date: 2017-05-09
Filing date: 2017-05-09
Publication date: 2018-11-15
Also published as: TW201902572A; CN110621396A; EP3621727A1; US20200055019A1; WO2018206417A1; TWI673104B

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Adsorbens zur Abtrennung von para-Xylol aus einem Gemisch von Xylol-Isomeren, dadurch gekennzeichnet, dass das Adsorbens einen bariumhaltigen Zeolithen vom Faujasit-Typ enthält, dessen austauschbaren Stellen zu mindestens 4,0 % mit Magnesiumionen besetzt sind. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem auch die Herstellung des Adsorbens sowie dessen Verwendung in der Abtrennung von para-Xylol aus einem Gemisch von Xylol-Isomeren.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Adsorbens auf Basis eines Barium- und Magnesiumausgetauschten Zeolithen vom Typ Faujasit, das sich insbesondere durch eine erhöhte Trennwirkung von Xylol-Isomeren auszeichnet. Gegenstand der Erfindung ist außerdem die Herstellung des Adsorbens' sowie sein Einsatz in der selektiven Abtrennung von Isomeren aus aromatischen Kohlenwasserstoffgemischen.
Aromatische Kohlenwasserstoffe wie z.B. Xylole sind wichtige Rohstoffe der chemischen Industrie und werden insbesondere als Lösungsmittel oder zur Herstellung von Kunststoffen eingesetzt. Dabei wird beispielsweise para-Xylol zur Herstellung von Terephthalsäure verwendet, ortho-Xylol dient zur Gewinnung von Phthalsäure bzw. Phthalsäureanhydrid.
Aufgrund ihrer ähnlichen Siedepunkte ist eine destillative Trennung der C8-Aromaten-Isomere para-Xylol, ortho-Xylol und meta-Xylol sowie Ethylbenzol erschwert. Eine technisch angewandte Methode besteht darin, das Isomerengemisch über ein Adsorbens mit geeigneter Trennwirkung adsorptiv aufzutrennen.
Als geeignete Adsorbenzien haben sich dabei insbesondere Materialien auf Basis von Barium-und/oder Kalium-ausgetauschten Zeolithen des Faujasit-Typs, FAU, erwiesen. Bezüglich der Nomenklatur der vorgenannten Topologie wird auf den „Atlas of Zeolite Framework Types“, Ch. Baerlocher, 6th Edition, 2007 verwiesen, der eine Übersicht über die verschiedenen Topologien der Zeolithstrukturen liefert und dessen Offenbarung diesbezüglich in die Beschreibung aufgenommen wird. Als bevorzugte Vertreter der Zeolithe mit FAU-Topologie haben sich solche vom Typ Zeolith X erwiesen.
In der US 8,530,367 B2 wird ein Verfahren zur selektiven Abtrennung von para-Xylol aus einem Xylol-Isomerengemisch beschrieben. Das verwendete Adsorbens basiert auf Zeolith X, dessen austauschbaren kationischen Stellen zu mindestens 90 % entweder mit Bariumionen oder Bariumionen und Kaliumionen besetzt sind, wobei die Anzahl der mit Kaliumionen besetzten Stellen bis zu 1/3 der mit Barium- und Kaliumionen besetzten Stellen ausmachen. Von Barium- und/oder Kaliumionen eventuell nicht besetzte Stellen sind durch Alkali- oder von Bariumionen verschiedene Erdalkaliionen besetzt.
Die WO 2012/134973 A2 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Zeolith-X-haltigen Adsorbenzien durch die Umwandlung von Bindermaterial in Zeolith X zur Erhöhung des Anteils an Zeolith X in dem Adsorbens und der Erhöhung an aktiver Masse. Das Adsorbens wird durch Barium- und Kaliumionenaustausche erhalten.
Das in der US 8,791,039 B2 beschriebene Adsorbens beinhaltet unter anderem einen Zeolith X, dessen austauschbaren Stellen mit Gruppe-IIA-Metallen und/oder Kalium besetzt sind. Das Adsorbens zeichnet sich gemäß Beschreibung durch eine höhere Adsorptionskapazität und schnellere Massentransferrate aus.
In der WO 2014/090771 A1 wird ein Adsorbens mit Zeolith-X-Kristallen mit einem mittleren Durchmesser ≤ 1,7 µm beschrieben und einem nicht-zeolithisierten Binderanteil, das sich durch eine erhöhte Adsorptionskapazität und mechanische Festigkeit auszeichnet. Von Bariumoxid und Kaliumoxid verschiedene Alkali- und Erdalkalimetalloxide liegen vorzugsweise in einem Gewichtsanteil unter 5 % bezogen auf die Gesamtmasse des Adsorbens vor, eine technische Wirkung dieser Alkali- und Erdalkalimetalloxide wird nicht beschrieben.
Es besteht weiterhin Bedarf an verbesserten Adsorbenzien, die eine erhöhte Trennwirkung für aromatische Kohlenwasserstoffisomer aufweisen, insbesondere hinsichtlich der Abtrennung von para-Xylol aus C8-Aromaten-Isomeren-Gemischen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung war daher, ein Adsorbens bereitzustellen, das sich durch einen erhöhten Trennfaktor von para-Xylol in Bezug auf ortho-Xylol und meta-Xylol bei gleichzeitig hoher Adsorptionskapazität auszeichnet.
Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße zeolithhaltige Adsorbens gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens 4,0 % der austauschbaren Stellen des bariumhaltigen Faujasit mit Magnesiumionen besetzt sind.
Die Erfindung betrifft ein Adsorbens zur Trennung von aromatischen Kohlenwasserstoff-Isomeren, insbesondere von Xylol-Isomeren, umfassend ein Trägermaterial enthaltend einen bariumhaltigen Zeolith vom Typ Faujasit, bevorzugt vom Typ Zeolith X, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 4,0 % der austauschbaren Stellen des bariumhaltigen Zeolith in dem Adsorbens mit Magnesiumionen besetzt sind sowie dessen Herstellung und Verwendung als Adsorbens in der Trennung von aromatischen Kohlenwasserstoff-Isomeren, insbesondere von Xylol-Isomeren.
Das erfindungsgemäße Adsorbens wird hergestellt durch folgende erfindungsgemäße Schritte:

a) Bereitstellen eines Trägermaterials umfassend einen Zeolith vom Typ Faujasit
b) lonenaustausch des Trägermaterials aus Schritt a) mit Bariumionen und Magnesiumionen in einem wässrigen Medium
c) Trocknen des nach Schritt b) erhaltenen Trägermaterials zum Erhalt eines Adsorbens,

Die lonenaustausche mit Bariumionen und Magnesiumionen erfolgen dabei so, dass die Menge an Ionen entweder in einem einzelnen Austauschschritt oder in mehreren aufeinanderfolgenden Schritten ins Trägermaterial eingebracht wird. Der mindestens eine Austauschschritt kann dabei jeweils bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur von bis zu 100 °C durchgeführt werden. Zwischen den einzelnen lonenaustauschen kann optional eine Trocknung des Trägermaterials bzw. des bereits teilweise ionenausgetauschten Trägermaterials erfolgen. Die Trocknungstemperatur muss dabei so gewählt werden, dass keine Schädigung der Zeolithstruktur erfolgt. Die Temperatur beträgt bevorzugt bis zu 80 °C, mehr bevorzugt bis zu 60 °C.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Trägermaterial in Schritt b) zuerst einem Bariumionenaustausch unterzogen und anschließend einem Magnesiumionenaustausch. Der Bariumionenaustausch kann dabei entweder in einem einzigen Schritt erfolgen oder in Form von mehreren aufeinander folgenden Schritten. An den Bariumionenaustausch schließt sich der Magnesiumionenaustausch an. Dieser kann ebenfalls in einem einzigen Schritt oder in mehreren aufeinander folgenden Schritten erfolgen. Zwischen den Austauschschritten kann das Trägermaterial getrocknet werden, bevorzugt unterhalb einer Temperatur von 80 °C, mehr bevorzugt bis zu 60 °C.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird das Trägermaterial in Schritt b) zuerst einem Magnesiumionenaustausch unterzogen und anschließend einem Bariumionenaustausch. Der Magnesiumionenaustausch kann dabei entweder in einem einzigen Schritt erfolgen oder in Form von mehreren aufeinander folgenden Schritten. An den Magnesiumionenaustausch schließt sich der Bariumionenaustausch an. Dieser kann ebenfalls in einem einzigen Schritt oder in mehreren aufeinander folgenden Schritten erfolgen. Zwischen den Austauschschritten kann das Trägermaterial getrocknet werden, bevorzugt unterhalb einer Temperatur von 80 °C, mehr bevorzugt bis zu 60 °C.
Als Ausgangsverbindungen für den Austausch mit Bariumionen eignen sich dabei prinzipiell alle Verbindungen, die in Wasser, basischen oder sauren wässrigen Lösungen löslich sind. Bevorzugt werden Barium-Nitrate oder -Halogenide eingesetzt.
Als Ausgangsverbindungen für den Austausch mit Magnesiumionen eignen sich dabei prinzipiell alle Verbindungen, die in Wasser, basischen oder sauren wässrigen Lösungen löslich sind. Hierbei werden bevorzugt Magnesium-Nitrate, -Sulfate oder -Halogenide, noch bevorzugter Magnesium-Nitrate oder -Halogenide eingesetzt.
Unter einem wässrigen Medium im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist eine wässrige Lösung zu verstehen, in der die Ba- oder Mg-Verbindungen in gelöster Form vorliegen. Die Lösung kann neben den entsprechenden Ba- oder Mg-Verbindungen noch weitere Bestandteile wie Säuren oder Basen enthalten, um die Ba- oder Mg-Verbindungen vollständig aufzulösen.
Das nach Schritt b) erhaltene Material wird in Schritt c) einer Trocknung zum Erhalt eines Adsorbens unterzogen. Diese findet bevorzugt bei einer Temperatur bis zu 80 °C, mehr bevorzugt bis zu 60 °C statt. Die Dauer beträgt bevorzugt 0,5 h bis 24 h, mehr bevorzugt 2,0 h bis 20 h.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das nach Schritt c) erhaltene Adsorbens noch einer Aktivierung in einem Schritt d) unterzogen, um den Wassergehalt des Adsorbens auf ein solches Maß einzustellen, dass die Adsorptionseigenschaften optimiert sind. Die Aktivierung erfolgt bei einer Temperatur im Bereich von 100 °C bis 450 °C, bevorzugt im Bereich von 100 °C bis 300 °C. Die Dauer beträgt zwischen 1,0 h und 16 h, bevorzugt zwischen 1,0 h und 8,0 h.
Das Trägermaterial umfasst einen Zeolith vom Typ Faujasit. Dieser Zeolith weist ein atomares Si/Al-Verhältnis im Bereich von 1,00 bis 3,00 auf. Bevorzugt handelt es sich bei dem Zeolith vom Typ Faujasit um einen Zeolith X mit einem Si/Al-Verhältnis von 1,15 bis 1,50, bevorzugter mit einem Si/Al-Verhältnis von 1,15 bis 1,25.
Das Trägermaterial kann in verschiedenen Formen vorliegen. Beispielhafte Ausführungsformen sind Granulate, Kugeln, Extrudate oder Tabletten oder anderweitige Formkörper, wobei das Trägermaterial vorzugsweise in Form von Granulaten oder Kugeln vorliegt, am bevorzugtesten als Kugeln. Zur Formgebung der Kugeln eignen sich verschiedene Herstellungsverfahren, z.B. Agglomerisations- oder Granulierprozesse, beispielsweise im Pelletier-Teller oder Eirich-Mischer, Sprühtrocknungsverfahren, Extrusion mit nachfolgender Verrundung oder sogenannte Oil-Drop-Verfahren.
Wenn das Trägermaterial in Form von Kugeln vorliegt, weisen diese typischerweise Partikelgrößenverteilungen mit mittleren Durchmessern von kleiner 1,5 mm, bevorzugt von kleiner 1,0 mm auf, vorzugsweise im Bereich von 0,3 mm bis 1,5 mm, bevorzugter von 0,3 mm bis 1,0 mm am bevorzugtesten im Bereich von 0,4 mm bis 0,8 mm.
In einer Ausführungsform umfasst das Trägermaterial ein Bindemittel. Als Bindemittel eignen sich die aus dem Stand der Technik bekannten Verbindungen wie Alumina, Silica, Silica-Alumina, Keramiken, Tonmineralien wie u.a. Bentonit, Kaolin, Kaolinit, Metakaolin, Nacrit, Halloysit, Dickit, Attapulgit, Sepiolit, Montmorillonit, Illit oder andere oxidhaltige Verbindungen. Der Binderanteil in dem Adsorbens beträgt dabei bevorzugt 5,0 bis 30 Gewichts-%, bevorzugter 5,0 bis 20 Gewichts-%. Durch die Anwesenheit des Bindemittels wird beispielsweise die Festigkeit des Trägermaterials erhöht, die insbesondere beim Einsatz in großtechnischen Anlagen zur selektiven Adsorption von aromatischen Verbindungen ein wesentlicher Faktor ist.
Durch den Einsatz von Bindemitteln, insbesondere von natürlich gewonnenen Bindemitteln wie Kaolin, Kaolinit, Metakaolin oder Bentonit, ist üblicherweise bereits eine bestimmte Menge an Magnesium in dem Trägermaterial vor dem Schritt b) vorhanden. Dieser Anteil ist allerdings so gering, dass er keinen signifikanten Einfluss auf die Adsorptionseigenschaften nimmt. Der Anteil an Magnesium in dem eingesetzten Bindemittel beträgt üblicherweise weniger als 0,20 Gewichts-%, bevorzugt weniger als 0,15 Gewichts-%.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Adsorbens ein binderloses Trägermaterial. Darunter ist ein Material zu verstehen, in dem die Zeolithpartikel im Wesentlichen durch andere Zeolithpartikel miteinander verbunden sind. Im Gegensatz zu einem bindemittelhaltigen Trägermaterial besteht das binderlose Trägermaterial komplett aus dem für die Adsorptionsfunktion nötigen Zeolith und weist durch die Bindung der Zeolithpartikel untereinander dennoch eine ausreichende Festigkeit auf. Diese anderen Zeolithpartikel werden durch die Umwandlung von geeigneten Tonmineralien wie z.B. Kaolin, Kaolinit oder Metakaolin mittels der sogenannten Zeolithisierung in hydrothermaler Reaktion erhalten. Dabei wird das Trägermaterial enthaltend Zeolith und Tonmineral und optional Additiven wie z.B. einer Siliziumquelle in einer alkalischen Lösung thermisch behandelt, wobei die wässrige alkalische Lösung außerdem optional noch eine oder mehrere Siliziumquellen und/oder Aluminiumquellen enthält, die für die Umwandlung des Tonminerals in eine Faujasit-Struktur mit atomarem Si/Al-Verhältnis im erforderlichen Bereich benötigt werden. Durch ansonsten bekannte Verfahrenssteuerung kann so der Anteil des nicht-zeolithischen Binders auf Basis eines Tonminerals in Faujasit-Partikel umgewandelt werden, die direkt mit den bereits vorhandenen Faujasit-Partikeln Bindungen eingehen und zu einem Material führen, dass sich insbesondere durch eine hohe Festigkeit auszeichnet. Die in diesem Verfahren eingesetzten Tonmineralien können als natürliche Rohstoffe dabei insbesondere eine gewisse Menge an Magnesium in Form von Verunreinigungen beinhalten. Dieser Anteil ist allerdings so gering, dass er keinen signifikanten Einfluss auf die Adsorptionseigenschaften nimmt. Der Anteil an Magnesium in typischerweise eingesetzten Bindemitteln beträgt üblicherweise weniger als 0,20 Gewichts-%, bevorzugt 0,15 Gewichts-% oder weniger.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Trägermaterial keinen anderen Zeolithen als den vom Typ Faujasit, bevorzugt vom Typ Zeolith X.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Trägermaterial binderlos und besteht nur aus Zeolith vom Typ Faujasit, bevorzugt vom Typ Zeolith X.
Das erfindungsgemäße Adsorbens weist nach dem Magnesium-Ionenaustausch einen solchen Mg-Anteil auf, dass mindestens 4,0 %, bevorzugt mindestens 7,0 %, am bevorzugtesten mindestens 10,0 % der austauschbaren Stellen des bariumhaltigen Faujasit in dem Adsorbens mit Magnesiumionen besetzt sind, bevorzugt 4,0 % bis 20,0 % der austauschbaren Stellen des bariumhaltigen Faujasit in dem Adsorbens mit Magnesiumionen besetzt sind, vorzugsweise 10,0 % bis 20,0 % der austauschbaren Stellen des bariumhaltigen Faujasit in dem Adsorbens mit Magnesiumionen besetzt sind.
Ist in einer Zeolithstruktur ein Teil der Siliziumatome durch Aluminiumatome ersetzt, so entsteht dadurch eine negative Gerüstladung, die durch Kationen in den Hohlräumen der Zeolithstruktur ausgeglichen wird. Die Anzahl der austauschbaren Stellen im Rahmen der vorliegenden Erfindung entspricht dabei der Summe aller vorliegenden Kationen, jeweils multipliziert mit deren Wertigkeit: $Anzahl der austauschbaren Stellen = \sum_{j} (K a t i o n (j) * W e r t i g k e i t (j))$
Der prozentuale Anteil der durch Magnesiumionen besetzten austauschbaren Stellen berechnet sich als Quotient aus der Gesamtzahl aller Magnesiumionen multipliziert mit deren Wertigkeit und der Anzahl der austauschbaren Stellen.
Der Barium-Anteil des erfindungsgemäßen Adsorbens beträgt maximal 36,0 Gewichts-%, liegt bevorzugt im Bereich von 25,0 Gewichts-% bis 36,0 Gewichts-%, mehr bevorzugt im Bereich von 26,0 Gewichts-% bis 36,0 Gewichts-%, besonders bevorzugt im Bereich von 28,0 Gewichts-% bis 34,0 Gewichts-% bezogen auf die Masse des Adsorbens.
Neben Magnesium und Barium kann das erfindungsgemäße Adsorbens noch Alkalimetallelemente umfassen, wie beispielsweise Natrium oder Kalium. Bevorzugt beträgt deren Anteil weniger als 5,0 Gewichts-%, mehr bevorzugt weniger als 2,0 Gewichts-% und besonders bevorzugt weniger als 0,5 Gewichts-% bezogen auf die Masse des Adsorbens.
Die Seitendruckfestigkeit per Durchmesser (SDFD) des erfindungsgemäßen Adsorbens ist größer gleich 2,0 N/mm, bevorzugt größer gleich 3,0 N/mm. Sie liegt bevorzugt im Bereich von 2,0 N/mm bis 10,0 N/mm, bevorzugt von 3,0 N/mm bis 7,0 N/mm, am bevorzugtesten von 4,0 N/mm bis 7,0 N/mm.
Die BET-Oberfläche des erfindungsgemäßen Adsorbens liegt im Bereich von 500 bis 800 m²/g, bevorzugt im Bereich von 550 bis 750 m²/g und besonders bevorzugt im Bereich von 600 bis 700 m²/g.
Die Druckfestigkeit (auch bekannt als Bulk Crush Strength, BCS) des erfindungsgemäßen Adsorbens ist größer oder gleich 1,5 MPa, bevorzugt größer oder gleich 2,0 MPa, am bevorzugtesten größer oder gleich 3,0 MPa. Sie liegt typischerweise im Bereich von 1,5 MPa bis 4,0 MPa, bevorzugt im Bereich von 2,0M Pa bis 4,0 MPa, am bevorzugtesten im Bereich von 3,0 MPa bis 4,0 MPa.
Das erfindungsgemäße Adsorbens ist für einen Prozess zur Abtrennung von aromatischen Kohlenwasserstoffen aus einem Stoffgemisch der entsprechenden Isomere geeignet. Insbesondere eignet es sich zur Abtrennung von para-Xylol aus einem Stoffgemisch, das mindestens ein weiteres der anderen C8-Aromaten-Isomere, z.B. ortho-Xylol oder meta-Xylol enthält. Typische Stoffgemische enthalten neben para-Xylol die Isomere ortho- und meta-Xylol und gegebenenfalls Ethylbenzol in unterschiedlicher Gewichtsverteilung.
Dieses Verfahren kann sowohl für ein flüssiges Isomeren-Gemisch als auch für einen gasförmigen Stoffstrom bestehend aus den C8-Aromaten-Isomeren angewandt werden. Der Adsorptionsprozess kann dabei mittels Fließbett- oder Festbetttechnologie, kontinuierlich oder im Batch-Verfahren stattfinden, bevorzugt mittels sogenanntem simuliert bewegten Fließbettverfahren im Gleich- oder Gegenstrom (auch bekannt als „co- or countercurrent simulated moving bed“).
Beim Prozess der adsorptiven Trennung wird das erfindungsgemäße Adsorbens mit dem entsprechenden Stoffgemisch enthaltend die zu trennenden Isomere unter Bedingungen, bei denen eine selektive Abtrennung des gewünschten Isomers stattfindet, in Kontakt gebracht. Die Adsorptionstemperaturen liegen hierbei im Bereich von 100 °C bis 200 °C, bevorzugt im Bereich von 150 °C bis 180 °C, und der Adsorptionsprozess läuft im Druckbereich von geringfügig oberhalb Atmosphärendruck bis etwa 3,5 MPa ab. Typischerweise erfolgt er bei Drücken zwischen 0,7 MPa und 2,0 MPa.
Besonders von Interesse ist die Durchführung der adsorptiven, chromatographischen Trennung insbesondere der C8-Aromaten-Isomere in der Flüssigphase. Hierbei wird üblicherweise ein Stoffstrom bestehend aus den C8-Aromaten-Isomeren mit dem Adsorbens in Kontakt gebracht, wobei die Adsorptionstemperatur in einem Bereich von 100 °C bis 200 °C, bevorzugt von 150° C bis 180 °C liegt. Der Druck beträgt zwischen 0,11 MPa und 3,5 MPa.
Vor dem Einsatz zur Adsorption der C8-Aromaten-Isomere wird das Adsorbens üblicherweise einer Aktivierung unterzogen. Diese ist aus dem Stand der Technik bekannt und wird durchgeführt, um den Wassergehalt des Adsorbens so einzustellen, dass die Trennwirkung und das Adsorptionsvermögen optimiert werden. Dabei wird das Adsorbens einer thermischen Behandlung unterzogen. Die Aktivierung erfolgt bei einer Temperatur im Bereich von 100 °C bis 450 °C, bevorzugt im Bereich von 100 °C und 300 °C. Die Dauer der Aktivierung wird dabei so gewählt, dass der Wassergehalt auf den gewünschten Wert reduziert wird, und beträgt typischerweise zwischen 1,0 h und 16 h, bevorzugt zwischen 1,0 h und 8,0 h.
Beim Inkontaktbringen des Adsorbens mit dem Stoffgemisch in Form eines kontinuierlichen oder Batch-Prozesses wird para-Xylol bevorzugt gegenüber den anderen C8-Aromaten-Isomeren der Stoffmischung in den Poren des Adsorbens adsorbiert; unter diesen Bedingungen findet so eine bevorzugte Abtrennung des para-Xylol statt. Dadurch wird die adsorbierte Phase (die sich in den Zeolith-Poren befindet) selektiv mit para-Xylol angereichert, bezogen auf die anderen Komponenten des Stoffgemisches (d.h. die anderen C8-Aromaten-Isomere). Die verbleibende, an para-Xylol abgereicherte Mischung stellt die sog. nicht-adsorbierte Phase dar. Enthält das Stoffgemisch zum Beispiel neben para-Xylol die Isomere ortho- und meta-Xylol, so weist die adsorbierte Phase einen selektiv erhöhten Anteil an para-Xylol und die verbleibende, nicht-adsorbierte Phase eine Anreicherung an ortho- und meta-Xylol jeweils bezogen auf das Einsatzstoffgemisch auf. Die nicht-adsorbierte Phase kann mit Hilfe eines Desorbens oder Laufmittels als sog. Raffinat-Gemisch vom Adsorbens entfernt werden. Die adsorbierte, in para-Xylol angereicherte Phase wird separat mit einem Desorbens oder Laufmittel als Extrakt-Gemisch vom Adsorbens gespült, d.h. desorbiert.
Als Desorbens oder Laufmittel kommen insbesondere aromatische Kohlenwasserstoffe, beispielsweise para-Diethylbenzol, para-Diisopropylbenzol, Toluol oder andere 1,4-substituierte Benzole, sowie deren Mischungen in Frage. Die genannten Komponenten stellen jedoch nur eine Auswahl dar und sind für den technischen Fachmann als nicht erschöpflich zu betrachten.
Zur Desorption wird das Desorptionsmittel über das Bett aus Adsorbens-Material geleitet. Das im Extraktstrom angereicherte para-Xylol sowie die im Raffinatstrom enthaltenen anderen C8-Aromaten-Isomere werden anschließend vom Desorptionsmittel abgetrennt, z.B. durch Destillation. Dabei wird para-Xylol mit hoher Reinheit gewonnen. Für die optimale Trennwirkung des eingesetzten Adsorbens ist insbesondere die Selektivität gegenüber para-Xylol entscheidend.
Die Selektivität des Adsorbens in Bezug auf die Fähigkeit zur Abtrennung von para-Xylol wird durch den sogenannten Trennungsfaktor bzw. die Selektivität β charakterisiert. Dieser ist definiert nach folgender Gleichung (1): $β_{(p X | i)} = \frac{(\frac{p X_{A}}{i_{A}})}{(\frac{p X_{L}}{i_{L}})}$
Dabei steht pX_A für die Menge des im Gleichgewicht vom Adsorbens adsorbierten para-Xylols, i_A für die Menge des vom Adsorbens adsorbierten anderen C8-Aromaten-Isomers (z.B. oX_A für ortho-Xylol), pX_L für die Menge des im Gleichgewicht in der Lösung befindlichen para-Xylol und i_L für die Menge des in der Lösung befindlichen anderen C8-Aromaten-Isomers (z.B. oX_L für ortho-Xylol). Die Menge des im Gleichgewicht vom Adsorbens adsorbierten para-Xylols und des anderen C8-Aromaten-Isomers (z.B. ortho-Xylol) lässt sich aus der Massenbilanz der eingesetzten und im Gleichgewicht vorhandenen Zusammensetzung der Lösungen berechnen. Hierzu kann beispielsweise für das eingesetzte Lösungsgemisch und das Gemisch nach Erreichen des Gleichgewichts jeweils die Gewichtskonzentration der in diesem enthaltenen Xylole durch gaschromatographische Analyse bestimmt werden.
Um als Adsorbens in der Abtrennung von para-Xylol großindustriell eingesetzt werden zu können, muss das Adsorbens neben einer verbesserten selektiven Abtrennung zugunsten von para-Xylol auch über eine ausreichend große Adsorptionskapazität verfügen. Dies gewährleistet, dass auch geringe Mengen an Adsorbens genügend viel para-Xylol adsorbieren können, um die angestrebten Reinheitsgrade und Produktivität zu erzielen, und die benötigte Menge an Adsorbens entsprechend reduziert werden kann.
Großindustriell eingesetzte Adsorbenzien auf Basis von Zeolithen mit Faujasit-Topologie mit geeigneter Adsorptionskapazität weisen typischerweise Mikroporenvolumina, bestimmt mittels Stickstoffadsorption und t-plot-Auswertung, im Bereich von 0,24 bis 0,29 mL/g auf.
Als Maß für die verfügbare Adsorptionskapazität des Adsorbens kann die gewichtsbezogene Adsorptionskapazität des Adsorbens C_ads, bestimmt aus z.B. Batch-Tests der Gleichgewichtsadsorption, herangezogen werden. Die gewichtsbezogene Adsorptionskapazität, angegeben in Gewichts-%, wird berechnet aus der Summe der Massen aller im Gleichgewicht adsorbierten Spezies bezogen auf die Masse des eingesetzten Adsorbens. Für das erfindungsgemäße Adsorbens beträgt die Adsorptionskapazität C_ads zwischen 13,0 % bis 18,0 % g/(g Adsorbens), bevorzugt 14,0 % bis 17,0 % g/(g Adsorbens), am bevorzugtesten größer 15,0 % g/(g Adsorbens)
Beispiele
Die Bestimmung der Seitendruckfestigkeit erfolgte mit einem Gerät vom Typ Zwick Z 0.5 der Firma Zwick/Roell GmbH. Dabei wurde eine Unterlage positioniert und ein senkrecht darüber befindlicher Stempel in Richtung der Unterlage gefahren, bis er die Kugel erreichte und ein Kraftanstieg um 0,1 N detektiert wurde. Dieser Punkt definierte die Höhe der Kugel, bezogen auf die Höhe der Unterlage. Anschließend wurde der Stempel weiter gefahren, wobei eine Krafterhöhung von 1 N/s eingestellt wurde. Der absolute Kraftanstieg wurde gemessen und der Vorgang solange fortgeführt, bis eine Abnahme der Kraft um 30 % gemessen wurde. Somit ließ sich der Maximalwert der Krafteinwirkung bestimmen.
Diese Messung wurde an mindestens 50 einzelnen Kugeln bestimmt und die arithmetisch gemittelte Seitendruckfestigkeit berechnet.
Die Messung der Druckfestigkeit (auch bekannt als Bulk Crush Strength, BCS) wurde gemäß SMS1471 (Shell Method Series SMS 1471-74, „Determination of Bulk Crushing Strength of Catalysts. Compression-Sieve Method“) durchgeführt. Zur Messung wurde ein Druckfestigkeitsmessgerät Zwick Roell Z020 der Firma Zwick/Roell GmbH verwendet.
Zur Abtrennung von bei der Messung entstehenden Feinanteilen wurde ein Sieb mit der Maschenweite von 200 µm eingesetzt, in Abweichung von der SMS1471-74.
Eine Probe mit einem Volumen von ca. 20 cm³ wurde zur Abtrennung von anhaftenden Feinanteilen mit dem Sieb gesiebt und im Trockenofen für mindestens 2 h bei 250 °C getrocknet. Anschließend wurde diese Probe in einen Zylinder mit klar definiertem Durchmesser gefüllt. Für eine bessere Druckverteilung wurde ein Bett aus Edelstahlkugeln auf die Schüttung des Adsorbens gegeben. Über einen Stempel wurde nun ein Druck auf die Probe ausgeübt, der kontinuierlich erhöht wurde. Nach Ende der Messung wurden die Edelstahlkugeln separiert und die Schüttung des Adsorbens' in das Analysensieb überführt, im Zylinder verbliebene Feinanteile wurden mit Hilfe eines Pinsels in das Sieb überführt.
Anschließend erfolgte eine Abtrennung der an den Adsorbens-Formkörpern anhaftenden Bruch- und Feinanteile durch Sieben. Anschließend wurden die Adsorbens-Formkörper wieder in den Zylinder überführt und die Messung mit steigenden, auf die Probe ausgeübten Druckwerten solange wiederholt, bis der kumulierte Feinanteil einen Wert von 0,5 Gewichts-% aufwies. Die Genauigkeit der Messmethode beträgt ± 0,1 MPa.
Die BET-Oberflächen wurden nach DIN 66135 bestimmt. Zur Bestimmung des Mikroporenvolumens und der Mikroporen-Oberfläche wurde die Adsorptions-Isotherme von Stickstoff bei der Temperatur von flüssigem Stickstoff (77 K) mit dem ASAP 2020 M von Micromeritics bestimmt.
Die Probe wurde im Probenröhrchen zunächst im Vakuum (<5 µm Hg) ausgeheizt. Die Stickstoff-Adsorptionsisotherme wurde im relativen Druckbereich p/p0 von 0,001 bis 1 aufgenommen, wobei mindestens 35 Messpunkte erfasst wurden.
Das Mikroporenvolumen und die Mikroporen-Oberfläche wurde anhand der t-Plot Methode aus der Stickstoff Adsorptionsisotherme ausgewertet und bestimmt: Im t-Plot Diagramm wurde das adsorbierte Volumen als Funktion der Multischicht-Dicke (t) nach der Gleichung von Harkins-Jura dargestellt. Es wurden die Punkte der t-Plot Kurve festgelegt, die auf einer Geraden liegen, üblicherweise im Bereich von 0,35 nm bis 0,65 nm. Das Mikroporenvolumen erhielt man aus dem Y-Achsenabschnitt der Geraden.
Zur Bestimmung des Porenvolumens und der Porenverteilung wurde das Quecksilber-Porosimeter PASCAL 440 von Thermo Electron Corporation verwendet. Die Messung erfolgte gemäß ASTM-D4284-12.
Die Probe wurde in einem Dilatometer bei Raumtemperatur für 30 min evakuiert (p < 0,01 mbar) und mit Quecksilber befüllt. Nach Einsetzen in den Autoklaven des PASCALs 440 wurde der Druck langsam auf bis zu 4000 barü erhöht. Die Auswertung erfolgte unter der Annahme von zylindrischen Poren, einem Kontaktwinkel von 140° und einer Oberflächenspannung des Quecksilbers von 480 dyn/cm. Die Porenverteilung erhielt man im Porenradienbereich von 7500 nm bis 1,8 nm (bei Messung bis 4000 barü), bzw. bis 3,6 nm (bei Messung bis 2000 barü).
Eine Bestimmung des Anteils des Zeolith-Materials im Adsorbens erfolgt mittels der dem Fachmann bekannten Methode der Röntgenpulverdiffraktometrie. Hierfür wird ein D4 Endeavor der Firma BRUKER und als Strahlung CuKα1-Strahlung (Wellenlänge 1,54060 Å, 40 kV, 35 mA) verwendet. Die Probe wird über einen Bereich von 5 bis 90° 2□ (Schrittfolge 0,020° 2□, 1,5 Sekunden Messzeit pro Schritt) gemessen. Aus dem erhaltenen Diffraktogramm wird der Anteil des Zeolith-Materials in der Probe unter Verwendung der Software TOPAS von der Firma BRUKER bestimmt.
Die Bestimmung der chemischen Zusammensetzung erfolgte anhand von Elementaranalysen mittels Röntgen-Fluoreszenzanalyse gemäß DIN 51001 und in Anlehnung an DIN EN ISO 12677. Die Proben wurden hierfür fein vermahlen, um eine homogene Verteilung der Partikel in der Probe zu erzielen und bei 105 °C getrocknet. Dieses Material wurde mit Li₂B₄O₇ vermengt und zu einer Tablette gepresst.
Relative Gewichtsanteile beziehen sich im Rahmen dieser Anmeldung immer auf Proben nach Glühverlust.
Der Glühverlust wurde bestimmt, indem eine Probe des Adsorbens unter Luftatmosphäre im Muffelofen auf 1000 °C erhitzt und bei dieser Temperatur für 3,0 h gelagert wurde. Der Glühverlust berechnet sich dabei als Differenz der Masse der eingewogenen Probe vor der thermischen Behandlung und der Restmasse nach der thermischen Behandlung. Neben der Durchführung der Glühverlustbestimmung im Muffelofen sind auch anderweitige Methoden wie beispielsweise die Bestimmung gemäß Karl Fischer (ASTM D1364) verwendbar, sofern diese im Methodenabgleich analoge Ergebnisse liefern.
Vergleichsbeispiel 1
Als Ausgangsmaterial wurden kugelförmige bindemittelfreie Adsorbenzien-Formkörper mit einem mittleren Durchmesser von 0,7 mm verwendet, die im Wesentlichen aus Zeolith NaX mit einem atomaren Si/Al-Verhältnis von 1,17 bestanden und die gemäß aus dem Stand der Technik bekannten Herstellungsverfahren durch Granulation hergestellt wurden.
Für den lonenaustausch wurden 40 kg einer 8,7 gewichts-%-igen Lösung aus BaCl₂ · 2 H₂O in deionisiertem H₂O hergestellt, und diese wurde auf 80 °C aufgeheizt. In diese Lösung wurden 2000 g der Adsorbenzien-Formkörper bezogen auf die Trockenmasse gegeben und die Mischung für 2 h bei 80 °C gerührt. Anschließend wurde die Salzlösung bei dieser Temperatur abgetrennt und das behandelte Adsorbens wieder für den nächsten lonenaustausch eingesetzt.
Dazu wurden 40 kg einer 17,4 gewichts-%-igen Lösung aus BaCl₂ · 2 H₂O in deionisiertem H₂O hergestellt und auf 80 °C aufgeheizt, in die das bereits behandelte Adsorbens gegeben und die Mischung für 2 h bei 80 °C gerührt wurde. Anschließend wurde die Salzlösung direkt abgetrennt und das verbliebene Adsorbens zu gleichen Gewichtsanteilen in zwei gleiche Teilmengen aufgeteilt.
Ein Teil wurde mit deionisiertem H₂O gewaschen, bis die Leitfähigkeit des Waschwassers unter 100 µS/cm lag. Danach wurde das erhaltene gewaschene Produkt in einem Umluft-Trockenofen bei 60 °C für 16 h getrocknet. Das erhaltene Produkt diente als Ausgangssubstanz Adsorbens A für die erfindungsgemäßen Beispiele 2 und 3. Die Eigenschaften des präparierten Produkts Adsorbens A sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
Vergleichsbeispiel 2
Die andere, weder gewaschene noch getrocknete Teilmenge aus Vergleichsbeispiel 1 wurde einem dritten Barium-Austausch unterzogen. Dazu wurden 20 kg einer 17,4 gewichts-%-igen Lösung aus BaCl₂ · 2 H₂O in deionisiertem H₂O hergestellt und auf 80 °C aufgeheizt, in die das bereits zweimal behandelte Adsorbens gegeben und die Mischung für 2 h bei 80 °C gerührt wurde. Anschließend wurde die Salzlösung bei dieser Temperatur abgetrennt und das verbliebene Adsorbens mit deionisiertem H₂O gewaschen, bis die Leitfähigkeit des Waschwassers unter 100 µS/cm lag. Danach wurde das Produkt in einem Umluft-Trockenofen bei 60 °C für 16 h getrocknet. Das erhaltene Produkt diente als Ausgangssubstanz Adsorbens B für die erfindungsgemäßen Beispiele 4, 5 und 6. Die Eigenschaften des präparierten Produkts Adsorbens B sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
Beispiel 1
100 g, bezogen auf die Trockenmasse, Adsorbens A wurden in 1053 g einer 5,0 gewichts-%igen Lösung aus MgCl2 · 6 H₂O in deionisiertem H₂O gegeben und diese Mischung für 2 h bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend wurde die Lösung abgetrennt und das verbliebene Produkt ohne weitere Trocknung für den folgenden Versuch weiterverwendet.
Beispiel 2
Der ungewaschene und ungetrocknete Teil aus Beispiel 1 wurde in 1053 g einer 5,0 gewichts-%-igen Lösung aus MgCl2 · 6 H₂O in deionisiertem H₂O gegeben und diese Mischung für 2 h bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend wurde die Lösung abgetrennt und das verbliebene Produkt in zwei Teile im Gewichtsverhältnis 1:1 getrennt. Die eine Hälfte wurde mit deionisiertem H₂O gewaschen, bis die Leitfähigkeit unter 100 µS/cm lag. Anschließend wurde es bei 60 °C für 16 h getrocknet. Im Folgenden wird dieses Produkt Adsorbens 1 bezeichnet. Die Eigenschaften des präparierten Produkts Adsorbens 1 sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Der andere Teil wurde für den folgenden Versuch weiterverwendet.
Beispiel 3
Für den lonenaustausch wurden 530 g einer 5,0 gewichts-%-igen Lösung aus MgCl2 · 6 H₂O in deionisiertem H₂O hergestellt, und diese wurde auf 60 °C aufgeheizt. Der ungewaschene und nicht getrocknete Teil aus Beispiel 2 wurde in diese Lösung gegeben und diese Mischung für 2 h bei 60 °C gerührt. Anschließend wurde die Lösung bei dieser Temperatur abgetrennt und das verbliebene Produkt mit deionisiertem H₂O gewaschen, bis die Leitfähigkeit unter 100 µS/cm lag. Anschließend wurde es bei 60 °C für 16 h getrocknet. Im Folgenden wird dieses Produkt Adsorbens 2 bezeichnet. Die Eigenschaften des präparierten Produkts Adsorbens 2 sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
Beispiel 4
150 g bezogen auf die Trockenmasse Adsorbens B wurde in 1579 g einer 5,0 gewichts-%igen Lösung aus MgCl2 · 6 H₂O in deionisiertem H₂O gegeben und diese Mischung für 2 h bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend wurde die Lösung abgetrennt und das verbliebene Produkt in zwei Teile im Gewichtsverhältnis 1:2 getrennt. Ein Teil, der einem Drittel der Masse des verbliebenen Produkts entspricht, wurde mit deionisiertem H₂O gewaschen, bis die Leitfähigkeit unter 100 µS/cm lag. Anschließend wurde es bei 60 °C für 16 h getrocknet. Im Folgenden wird dieses Produkt Adsorbens 3 bezeichnet. Die Eigenschaften des präparierten Produkts Adsorbens 3 sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Der andere Teil wurde für den folgenden Versuch weiterverwendet.
Beispiel 5
Der ungewaschene und ungetrocknete Teil aus Beispiel 4 wurde in 1053 g einer 5,0 gewichts-%-igen Lösung aus MgCl2 · 6 H₂O in deionisiertem H₂O gegeben und diese Mischung für 2 h bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend wurde die Lösung abgetrennt und das verbliebene Produkt in zwei Teile im Gewichtsverhältnis 1:1 getrennt. Die eine Hälfte wurde mit deionisiertem H₂O gewaschen, bis die Leitfähigkeit unter 100 µS/cm lag. Anschließend wurde es bei 60 °C für 16 h getrocknet. Im Folgenden wird dieses Produkt Adsorbens 4 bezeichnet. Die Eigenschaften des präparierten Produkts Adsorbens A sind in Tabelle 4 zusammengefasst. Der andere Teil wurde für den folgenden Versuch weiterverwendet.
Beispiel 6

Für den lonenaustausch wurden 530 g einer 5,0 gewichts-%-igen Lösung aus MgCl2 · 6 H₂O in deionisiertem H₂O hergestellt, und diese wurde auf 60 °C aufgeheizt. Der ungewaschene und nicht getrocknete Teil aus Beispiel 5 wurde in diese Lösung gegeben und diese Mischung für 2 h bei 60 °C gerührt. Anschließend wurde die Lösung bei dieser Temperatur abgetrennt und das verbliebene Produkt mit deionisiertem H₂O gewaschen, bis die Leitfähigkeit unter 100 µS/cm lag. Anschließend wurde es bei 60 °C für 16 h getrocknet. Im Folgenden wird dieses Produkt Adsorbens 5 bezeichnet. Die Eigenschaften des präparierten Produkts Adsorbens 5 sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Tabelle 1: Eigenschaften der präparierten Adsorbenzien

Adsorbens	Ba-Anteil	Mg-Anteil	Mg-Austauschgrad	Atomares Si/Al-Verhältnis	Seitendruckfestigkeit SDFD	Druckfestigk eit	Adsorption skapazität C_ads	Mikropore n-Volumen	BET-Oberfläche
	[Gewichts-%]	[Gewichts-%]	[%]		[N/mm]	[MPa]	[g/g_Adsorbens ]	[mL/g]	[m²/g]
Adsorbens A	33,05	0,03	0,0	1,16	8,23	3,6	14,7	0,258	662
Adsorbens B	34,12	0,03	0,0	1,16	7,09	3,4	15,6	0,255	650
Adsorbens 1	30,54	0,47	7,6	1,16	6,13	3,5	15,6	0,259	664
Adsorbens 2	29,74	0,82	13,0	1,17	6,00	3,1	16,4	0,263	675
Adsorbens 3	32,24	0,27	4,4	1,17	8,00	3,4	15,1	0,254	651
Adsorbens 4	31,44	0,43	7,2	1,17	5,97	3,0	15,6	0,260	666
Adsorbens 5	30,27	0,75	12,1	1,16	6,57	3,3	15,9	0,262	672

Anwendungsbeispiel 1
Die im experimentellen Teil hergestellten Adsorbenzien wurden in einem Verfahren zur Bestimmung ihrer Eignung zur selektiven Abtrennung von para-Xylol (pX) von den Isomeren ortho-Xylol (oX) und meta-Xylol (mX) eingesetzt. Dazu wurden sie zuerst bei 220 °C für 2 h thermisch aktiviert und dann für einen Batch-Test zur Gleichgewichtsadsorption jeweils 0,5 g des thermisch aktivierten Adsorbens' in einen druckdichten Behälter überführt. Dieser wurde mit 3,5 g Lösung enthaltend gleiche Massenanteile von je 2,0 Gewichts-% para-Xylol, meta-Xylol und ortho-Xylol sowie Ethylbenzol und para-Diethylbenzol in iso-Oktan als Lösungsmittel beaufschlagt. Der Druck während des Adsorptionstests betrug 9 barü ±0,5 barü, die Adsorptionstemperatur 177 °C. Unter diesen Bedingungen wurde das Adsorbens in dem Behälter für 4 h bis zur Erreichung der thermodynamischen Gleichgewichtseinstellung equilibriert und dabei intervallweise gerührt, um Konzentrationsunterschiede innerhalb der Lösung auszugleichen.

Die stoffliche Zusammensetzung der Lösung wurde vor und nach dem Adsorptionstest jeweils mittels gaschromatographischer Analyse bestimmt. Anhand der Differenz der Zusammensetzungen ließ sich berechnen, welche Menge der jeweiligen Substanz durch das Adsorbens adsorbiert wurde. Die Trennfaktoren β(pX/i) lassen sich somit nach Gleichung (1) berechnen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2: Übersicht Trennfaktoren β(pX/i) für i = ortho-Xylol und meta-Xylol.

Beispiel	β (pX/oX)	β (pX/mX)
Adsorbens A	3,22	3,19
Adsorbens B	3,19	3,14
Adsorbens 1	3,23	3,19
Adsorbens 2	3,30	3,25
Adsorbens 3	3,33	3,24
Adsorbens 4	3,42	3,32
Adsorbens 5	3,50	3,39

Anhand der Daten wird deutlich, dass ein Adsorbens, das einen Mg-ausgetauschten bariumhaltigen Zeolith vom Faujasit-Typ umfasst und wobei mindestens 4,0 % der austauschbaren Stellen des Zeolithen mit Mg besetzt sind, eine signifikant verbesserte Selektivität für para-Xylol gegenüber einem aus dem Stand der Technik hergestellten Adsorbens aufweist. Dieser Trend wird bereits bei einem Adsorbens mit vergleichbar geringem Bariumanteil deutlich, noch eindeutiger ist er, wenn man die Daten des Adsorbens B mit denen der Adsorbenzien 3 bis 5 vergleicht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 8530367 B2 [0005]
WO 2012/134973 A2 [0006]
US 8791039 B2 [0007]
WO 2014/090771 A1 [0008]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN 51001 [0063]
DIN EN ISO 12677 [0063]

Claims

Adsorbens zur Trennung von Xylolisomeren, umfassend ein Trägermaterial enthaltend einen bariumhaltigen Zeolith vom Faujasit-Typ, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 4,0 % der austauschbaren Stellen des bariumhaltigen Faujasit mit Magnesiumionen besetzt sind.
Adsorbens nach Anspruch 1, wobei der Zeolith ein Zeolith X ist.
Adsorbens nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Trägermaterial binderfrei ist.
Adsorbens nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Trägermaterial in Kugelform vorliegt.
Adsorbens nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Si/Al-Verhältnis des Zeolithen zwischen 1,0 und 1,5 liegt, bevorzugt zwischen 1,15 und 1,25 .
Adsorbens nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei mindestens 7,0 %, bevorzugt mindestens 10,0 % der austauschbaren Stellen mit Magnesiumionen besetzt sind.
Adsorbens nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Bariumgehalt zwischen 25,0 Gewichts-% und 36,0 Gewichts-% beträgt, bezogen auf die Masse des Adsorbens .
Verfahren zur Herstellung eines Adsorbens' zur Trennung von Xylolisomeren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend die folgenden Schritte: a) Bereitstellen eines Trägermaterials umfassend einen Zeolith vom Faujasit-Typ b) lonenaustausch des Trägermaterials aus Schritt a) mit Bariumionen und Magnesiumionen in einem wässrigen Medium c) Trocknen des nach Schritt b) erhaltenen Trägermaterials zum Erhalt eines Adsorbens, wobei in dem nach Schritt c) erhaltenen Adsorbens mindestens 4,0 % der austauschbaren Stellen des bariumhaltigen Zeolith mit Magnesiumionen besetzt sind.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei mindestens 7,0 %, bevorzugt mindestens 10,0 % der austauschbaren Stellen mit Magnesium besetzt sind.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Trägermaterial in Kugelform vorliegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das Adsorbens nach Schritt c) in einem Schritt d) einer Aktivierung unterzogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei das Trägermaterial binderfrei ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei das Si/Al-Verhältnis des Zeolithen zwischen 1,0 und 1,5 liegt, bevorzugt zwischen 1,15 und 1,25.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei das Trägermaterial in Schritt b) zuerst einem Bariumionenaustausch und danach einem Magnesiumionenaustausch unterzogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei das Trägermaterial in Schritt b) zuerst einem Magnesiumionenaustausch und danach einem Bariumionenaustausch unterzogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei der lonenaustausch aus einer Lösung enthaltend Barium- und Magnesiumionen erfolgt.
Verwendung eines Adsorbens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder einem nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 16 hergestellten Adsorbens zur Abtrennung von para-Xylol aus einem aromatischen Kohlenwasserstoffgemisch enthaltend C8-Aromaten.
Verwendung nach Anspruch 17, wobei die Abtrennung in der Gasphase erfolgt.
Verwendung nach Anspruch 17, wobei die Abtrennung in der flüssigen Phase erfolgt.