SU503501A3 - Способ разделени изомеров ароматических углеводородов,содержащих восемь атомов углерода в молекуле - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ИЗОМЕРОВ

АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ, СОДЕРЖАЩИХ

ВОСЕМЬ АТОМОВ УГЛЕРОДА В МОЛЕКУЛЕ

Селективность при разделении этих изомеров в паровой фазе равна селективности разделени  в жидкой фазе, хот  перва  несколько выше, вследствие вли ни  различной летучести испытуемых компонентов.

В качестве адсорбента примен ют цеолиты типа Y с мол рным соотношением SiiOs/AlaOa равным приблизительно 3,3. Испытуемые цеолиты перед опытом привод т в равновесие с воздушной .средой. Операци  уравновешивани  заключаетс  в контактировании цеолита с воздухом в муфельной печи при 560°С до тех пор, пока цеолиты не достигают посто нного веса, что указывает на равновесие между гор чим воздухом и цеолитом.

Испытывают шесть различных адсорбентов.

Адсорбент 1 представл ет собой цеолит Na, содержащий главным образом Na на катионообменных центрах.

Адсорбент - цеолит в Са ионнообменной форме.

Адсорбент 3 представл ет собой Ва-Na ионнообменную форму адсорбента 1 и содержит около 18,7 вес. % Ва и 1,9 вес. % остаточного Na. Адсорбент 4 содержит 18 вес. % К и практически не содержит остаточного Na. Адсорбенты 5 и 6  вл ютс  Ва - К формами адсорбента 1 и содержат, вес. %: Ва-12,0; К - 4,7 и Na - 0,6 и соответственно На - 10; К - 4,3 и Na-1,4. Предполагаетс , что небольшое различие в катионном составе адсорбентов 5 и 6  вл етс  результатом небольших различий в методике ионного обмена, примен вшейс  при приготовлении адсорбентов. Все расчеты относ тс  к воздушноуравнов-ешенным адсорбентам.

Селективность адсорбентов дл  п-ксилола по отношению к .л -ксилолу (В nJM) и дл  гг-ксилола по отношению к этилбензолу (Ви/ЭБ) приведена в табл. 1.

Таблица 1

Адсорбент 5 также испытывают на селективность дл  п-ксилола по отношению к о-ксилолу путем замещени  ж-ксилола в сырье на о-кснлол. Результаты этого испытани  подтверждают ожидавшуюс  аналогию в поведении л-и о-ксилолов. Селективность адсорбента 5 дл  м-ксилола по отношению к о-ксилолу (Вп/о) составл ет приблизительно 3,11. Цеолиты, подвергнутые обмену и на Ва и

на К, превосход т любые из других испытанных цеолитов, включа  Ва-обменные и К-обменные цеолиты. Ва « К дают синергичеокий эффект, который выражаетс  непредвиденным улучшением селективности в отношении

д-ксилола.

Испытанные адсорбенты принадлежат к типу Y цеолитов, однако тот же эффект должен иметь место дл  цеолитов типа X. Пример 2. Испытывают в услови х примера 1 цеолиты со структурой типа 1 с целью вы влени  эффекта ввода в адсорбент Ва и К. Эти цеолиты сушат при 200°С в ат.мосфере азота.

Описание шести адсорбентов, испытанных в этом примере, показано в табл. 2.

Таблица 2

Степень ионного обмена выражена процентным отношением способных к обмену катионов центров (г-эквивалентов от суммарного числа г-эквивалентов, которые были зан ты катионами iBa и К). Так, например, в адсорбенте 7 Ва и К представлены в количестве 85,3% от общего числа способных к обмену катионов центров в данном адсорбенте.

Цеолиты 7-12, каждый в отдельности, испытывают на селективность в динамическом испытательном приборе при давлении 2,8 атм и при 125°С.

Селективность

адсорбентов приведена в табл. 3.

Таблица 3

Адсорбент 12 только слабо селективен в отношении и-ксилола но сравнению с этилбензолом и совсем не селективен в отношении nJM. Наличие В а улучшает селективность адсорбента 11 поСравнению с адсорбентом 12. Адсорбент 10, который  вл етс  полностью замеш,енным К-цеолитом типа X, обнаруживает улучшение селективности только в отношении nJM по сравнению с Na-формой цеолита .

Адсорбенты 7, 8, 9, однако, обнаруживают улучшение селективности во всех отношени х по сравнению с адсорбентами 10, И и 12. Одновременное присутствие Ва и К на цеолите выражаетс  в синергическом эффекте селективности как в отношении В«/м, так и В/г/ЭБ.

В табл. 4 показаны результаты испытани  трех адсорбентов, имеюших различные весовые соотношени  Ва и К. Степень обмена составл ет 85% (около 15% катионных центров содержат катионы Na, их просушивают при 300°С в атмосфере азота).

Таблица 4

Как показывают данные табл. 4, на увеличение селективности вли ют весовые пропорции В а/К. Различие в селективност х адсорбентов 7 и 15, имеюш,их тождественные значени  Весовых пропорций В а/К (2,22), веро тно , вызвано различием в температуре сушки адсорбентов (200°С против 300°С).

Пример 3. Различные цеолитовые адсорбенты типа X примен ют при нижеуказанных весовых соотношени х Ва и К с целью изучить селективность дл  п-изомера по отношению к другим ароматическим углеводородам GS. Все эти адсорбенты сушат при 500°С в атмосфере инертного газа.

Анализ адсорбентов показан в табл. 5.

Таблица 5

В этом примере исходное сырье содержит

по 5 об. % каждого из четырех изомеров 0$, нар ду с 5 об. % н-нонана, примен емого в качестве эталонного компонента. В качестве разбавител  примен ют 67,5 об. % декалина и 7,5 об. % д-диэтилбензола. Десорбентом

служит смесь декалина и /г-диэтилбензола (9:1).

В этом примере адсорбционной камерой служит медна  труба длиной 1,83 м и наружным диаметром 0,95 см, содержаша 

70 см адсорбента.

Те.мпература в трубе 150°С. Потоки сырь  и десорбента подогревают с целью осуш,ествлени  изотермического процесса. Оборудование дл  газохроматографического анализа

присоедин ют к выходному потоку дл  определени  его состава в заданные интервалы времени. Зна  скорости подачи и выхода из адсорбционной камеры, температуру, состав сырь  и десорбента и специфическую хроматограмму , даваемую выход шими из колонки продуктами, определ ют концентрации компонентов адсорбированной и неадсорбированной фаз. Располага  этими данными, селективность определ ют дл  любого из двух компонентов сырь .

Поток десорбента подают с объемной скоростью , равной 1 (объем жидкого сырь  в части при 15°С на объем адсорбента). Затем подачу десорбента прекращают, а сырье пропускают в течение 10 мин с объемной скоростью 1. Подачу десорбента снова возобновл ют при скорости 1 и продолжают до тех пор, пока все сырье не будет удалено из колонны, как это показывает анализ (С-С) выход ш,его из колонны потока. Весь цикл операций занимает 1 ч.

Дл  оценочной характеристики адсорбентов измер ют рассто ние между вершиной пика кривой эталонного н-нонана и вершиной пика

кривой определ е.мого изомера. Селективность дл  tt-изомера по отношению к другим изоме рам Сз - это соотношение рассто ни  между центрами пика кривой п-ксилола и пика эталонного CD и соответственных рассто ний дл 

этилбензола, м-, о-ксилолов.

7

Данные испытаний различных адсорбентов показаны в табл. 6.

Таблица 6

Приведенные выше цифры указывают, что весовое соотношение Ва и К вли ет на селективности цеолитового адсорбента дл  и-ксилола но отношению к различным ароматическим углеводородам Сз.

Ф о р м л а и 3 о б р е т е в н  

Claims (2)

1.Снособ разделени  изомеров ароматических углеводородов, содержапхих восемь атомов углерода в молекуле, адсорбцией фол азитом типа X и Y в барийкалиевой иониообменной форме, отличающийс  тем, что, с целью повышени  селективности разделени , используют адсорбент, содержащий катионы бари  и кали  в весовом соотношении 1:1 - 100:1.

2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что используют адсорбент, содержащий катионы бари  и кали  в весовом соотнощении преимущественно 5:1-7:1.