[发明专利]沸石吸附剂、其制备方法和其用途

说明书

本发明涉及基于包括钡、钾和钠的附聚的沸石X晶体的沸石吸附剂。这些吸附剂可应用在芳族C8异构体级分且尤其是二甲苯的分离中。

技术领域

本发明涉及基于包括钡和钾的附聚的沸石X晶体的吸附剂、其制备工艺以及其用途。

这些吸附剂可更特别地用于从包含具有8个碳原子的异构体的芳族烃原料而液相或气相产生非常纯的对二甲苯。

背景技术

现有技术中已知，包括结晶性铝硅酸盐的吸附剂可用于将某些烃从包含它们的混合物分离。在分离芳族烃且特别是分离芳族C8异构体的领域中，公认的是，在结晶性沸石铝硅酸盐的阳离子位点中使用特定阳离子使所述沸石对于芳族C8异构体之一的选择性改善。在所述沸石内的该有差异的吸附容许各种芳族C8异构体的分离，这在工业上被用于由包含具有8个碳原子的异构体的芳族烃原料产生非常纯的对二甲苯。

因此，使用由除了钠阳离子之外还包括单独的或者作为混合物的钡、钾或锶离子的沸石X或Y构成的沸石吸附剂来在液相中在芳族烃混合物中选择性地吸收对二甲苯是现有技术中公知的。

专利US 3 558 730、US 3 558 732、US 3 626 020、US 3 663 638和US 3 960 774显示，包括基于钠和钡或者基于钠、钡和钾的八面沸石(FAU)结构的铝硅酸盐的沸石吸附剂对于分离存在于芳族C8级分(包括具有8个碳原子的芳族烃的级分)中的二甲苯是有效的。以上吸附剂优选地用作与专利US 2 985 589中描述的并且尤其应用于芳族C8级分的那些类似的液相工艺(尤其是模拟逆流型)中的吸附试剂。

然而，通常，沸石对于具有8个碳原子的芳族烃(二甲苯和乙苯)的吸附性质作为如下的函数而非常细微地变化：孔的尺寸和形状以及结构内阳离子的位置，其对存在于沸石内的静电场以及对孔中的可进入体积的形式均有影响。其它参数，例如阳离子和分子的可极化性或者结构的柔性，也可具有影响。因此，在理论上且准确地预测沸石对于具有8个碳原子的芳族烃的吸附特性是极其困难的。

为了改善具有八面沸石结构的沸石对于芳族C8异构体的吸附选择性，许多研究已经提及了沸石的Si/Al比、交换阳离子的性质、以及其水含量的影响。类似地，由于这些因素对沸石的吸附特性施加了组合作用，因此预测改善程度是非常困难的。特别地，在基于钡和钾的八面沸石(FAU)结构的沸石的情况下和更确切地说在基于钡和钾的X型八面沸石(FAU)结构的沸石的情况下，预测钡离子、和钾的相对比例的影响是困难的。

专利FR 2 903 978教导了钾离子可占被钡和钾占据的可交换位点的最高达1/3，但是所述专利未举例说明任何包含钾的吸附剂并且未给出使得可预期钾对吸附选择性的影响的任何教导。

专利US 8 283 274和US 8 557 028描述了具有在0.25％和0.9％重量之间的钾重量含量(对应于在1.3％和4.5％之间的K₂O/(BaO+K₂O+Na₂O)摩尔比)的吸附剂。专利US 8557 028要求保护具有在0.9％和1.5％之间的钾重量含量(相当于在4.5％和7.5％之间的K₂O/(BaO+K₂O+Na₂O)摩尔比)的吸附剂。后一专利的实施例显示，使用具有在0.5％和0.7％重量之间的钾含量(相当于2.5％和3.5％的K₂O/(BaO+K₂O+Na₂O)摩尔比)的吸附剂，生产率改善。专利CN 1267185描述了具有在10和40之间的BaO/K₂O摩尔比(对应于在2.4％和9.1％之间的K₂O/(BaO+K₂O+Na₂O)摩尔比)的吸附剂。

近来的专利US 2015/0 105 600描述了基于沸石X、钡和钾、具有在15％和40％之间的K₂O/(BaO+K₂O+Na₂O)摩尔比的吸附剂。