[发明专利]分离对位甲酚和间位甲酚异构体的沸石分子筛吸附剂及其制备方法

说明书

本发明属于沸石分子筛技术领域，具体为分离对位和间位甲酚异构体沸石分子筛吸附剂及其制备方法。本发明作为吸附剂的沸石分子筛，其主孔道开口孔径宽度0.50‑0.55nm，晶体骨架密度在15.5‑20.1T/nm³，晶体骨架结构氧化硅与氧化铝的摩尔比在4‑全硅；其结构类型代码是EUO、FER、ITH、LAU、MEL、MFI、MFS、MTT、MWW、STI、STT、SZR、BRE、EAB、ERI、ITW、TUN、MER和RWR。本发明的沸石分子筛吸附剂在吸附分离对位和间位甲酚蒸汽相混合物时，对位甲酚相对于总甲酚吸附选择性在82.1‑100%，吸附剂上对位甲酚的吸附量最高可以达到250.5mg/g。因此，可以用蒸汽相固定床吸附分离工艺实现对位甲酚和间位甲酚的吸附分离。

技术领域

本发明属于沸石分子筛技术领域，具体涉及分离对位和间位甲酚异构体沸石分子筛吸附剂及其制备方法。

背景技术

对甲酚、间甲酚、邻甲酚三种甲酚同分异构体主要来源于炼焦、油页岩干馏和城市煤气及化工合成的副产品。对甲酚作为重要原料可用于农药，染料，塑料医药等工业部门，同时，在合成树脂、彩色胶片显影剂、粘合剂等方面也有重要应用。甲酚异构体混合物中的邻甲酚通过传统的蒸馏法就可获得，而对、间甲酚沸点分别为201.9℃和202.8℃，蒸馏分离极为困难，但可用吸附分离法将其分离。

吸附分离法通常是利用沸石分子筛对甲酚异构体不同选择性吸附和脱附实现其分离。我们通过分子结构模拟计算，接近扁平状的间甲酚分子尺寸（长x宽x厚）约为0.64x0.60x0.24 nm（纳米），对甲酚的分子尺寸约为0.72x0.50x0.24nm（纳米）。已公开的吸附分离对位和间位甲酚异构体吸附剂所用的沸石分子筛是12氧元环结构的大孔沸石，如FAU、EMT、MOR、BEA、LTL等，其主孔道开口孔径宽度0.62-0.75nm（纳米）。明显大于对位和间位甲酚的分子的宽度数据0.5和0.6nm（纳米），因此、不具备间位和对位甲酚分子形状和尺寸的吸附分离选择性。通常是通过阳离子交换改变沸石对极性不同的间位和对位甲酚异构体分子选择性吸附以达到分离的目的。中国专利公开105339082.A和中国专利公开104902992.A分别提出用Ba和K交换改性EMT型等沸石分子筛和用Ba交换改性的X沸石分子筛（FAU型）分离甲酚异构体就是其实例。使用上述大孔沸石分子筛的吸附剂，因其间位和对位甲酚异构体的极性选择性分离系数比较低(通常低于5)，必须采用具备高塔板多级分离效应的模拟移动床工艺才可实现有效分离，设备复杂投资高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可高选择性吸附分离对位和间位甲酚异构体的沸石分子筛，作为吸附剂，以解决已有技术存在的问题，并易于实现工业化生产。

本发明提供的分离对位和间位甲酚异构体的沸石分子筛，其主孔道开口孔径宽度为5.0-5.5nm（纳米），晶体骨架密度在15.5-20.1T / nm³，晶体骨架结构氧化硅与氧化铝的摩尔比（SAR）在4-全硅。

本发明吸附剂的沸石分子筛阳离子可以是H型、Na型、K型或上述的混合型。

本发明吸附剂的沸石分子筛结构类型代码是EUO、FER、ITH、LAU、MEL、MFI、MFS、MTT、MWW、STI、STT、SZR、BRE、EAB、ERI、ITW、TUN、MER和RWR。

本发明吸附剂的沸石分子筛结构类型，可以是单一的，也可以是上述结构类型沸石分子筛的混合物。

本发明吸附剂的沸石分子筛包括人工合成的沸石分子筛和天然矿物沸石分子筛。