[发明专利]用于芳烃分离的MFI分子筛膜制备方法

说明书

本发明涉及一种采用喷涂法制备MFI分子筛膜的方法，制备过程如下：1)将MFI型分子筛晶种与乙二醇、异丙醇、正丁醇混合制备成喷涂液，在80‑120℃的条件下将喷涂液均匀地喷涂在管式陶瓷膜的外侧；2)喷涂后将分子筛膜两端封堵，在150‑180℃的条件下进行水热合成反应；3)对反应后的膜进行洗涤、干燥、烧除模板剂等步骤之后，得到厚度可控，性能优异的MFI型分子筛膜。该方法合成出来的MFI分子筛膜对二甲苯混合物具有较好的分离性能，且重复性好，可以进一步用于工业生产中。

技术领域

本发明涉及一种MFI分子筛膜的合成方法，属于无机膜制备的技术领域。

背景技术

二甲苯是C8馏分的主要成分，包括邻二甲苯(OX)、对二甲苯(PX)和间二甲苯(MX)三种异构体，作为重要的化工原料，它们在工业生产中具有广泛的用途。其中对二甲苯是合成对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯等聚酯产品的主要原料；邻二甲苯是合成邻苯二甲酸酐、邻甲基苯甲酸、邻苯二腈等树脂和各种有机产品的关键原料；间二甲苯主要被用来合成间苯二甲酸、偏苯三酸酐等以制备不饱和聚酯、树脂、增塑剂、涂料等。

对二甲苯与其同分异构体的沸点非常接近，这导致精馏难以分离，而凝固点却相差比较大，可以利用凝固点的差异进行有效分离。熔融结晶是根据混合二甲苯各组分之间的熔点差异进行分离提纯的方法，产品纯度高、操作控制简便、工艺流程简单；其主要不足是动设备较多，且PX回收率受低共熔点的限制，尤其是对于低浓度的PX原料，为获得足够的PX回收率，需要采用深冷、多级结晶过程，从而导致设备投资、生产成本与能耗的增加。

膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物再通过半透膜时实现选择性分离的技术。从分离过程上来分类，根据膜的孔径大小可以分为：微滤，超滤，纳滤，反渗透以及近年来发展比较快速的渗透汽化技术。二甲苯的三种同分异构体中，对二甲苯的分子动力学直径约为0.58nm，邻二甲苯与间二甲苯的分子动力学直径约为0.68nm，对于混合二甲的分离，传统的微滤，超滤和纳滤因为膜孔径较大，都无法有效的实现对二甲苯的分离。

分子筛膜的制备方法主要分两种，第一种是直接合成法，即把载体直接浸入配置好的合成液中，在一定的温度、时间下形成具有特定分离效果的膜；第二种是二次合成法，该方法首先将晶种引入载体表面，再经过水热合成形成分子筛膜。二次合成法因为在载体表面提供了成核中心，能够把成核过程和晶体生长过程分开进行，能够在一定程度上控制分子筛膜的合成，从而提高分子筛的纯度和结晶度。

近些年来，科研工作者在如何引入晶种这一关键议题上做了大量的工作。目前来说，比较主流地有这样几种方法：1.浸渍涂覆晶种法(CN 104192858B)，该方法最为常用，但是因为浸渍过程中因为重力作用以及载体表面地粗糙度难以形成均匀连续地晶种层；2.真空抽滤涂覆晶种法(CN02141197.2)，即通过负压的作用，将晶粒大小大于多空载体孔隙的分子筛晶种填补在多空载体缝隙中，该方法虽然操作简便，但需要特殊的设备，不利于工业化扩大生产；3.擦涂晶种法，即通过机械摩擦的方法将晶种涂抹在载体表面(CN105289323) 该方法同样存在无法在表面形成均匀连续晶种层的问题；4.电荷吸附法通过调整载体和晶种的电势或通过静电作用在表面引入晶种层，虽然能够得到较为均一连续的晶种，但操作较为复杂，不易控制。利用喷枪在匀速旋转的支撑体上喷涂晶种是一种简单有效地将晶种引入地方法，该方法操作简单，喷涂效果好，易于放大。

发明内容

本发明的目的是提供一种MFI分子筛膜的制备方法，以实现分子筛膜对混合二甲苯的有效分离，这种制备方法简单、经济、通用性好，可用于进一步大规模工业应用。

一种用于芳烃分离的MFI分子筛膜制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将MFI分子筛晶种、和包括选自乙二醇、丙醇、丁醇至少两种醇的混合物喷涂在载体上；

2)将硅源，模板剂，水，醇混合制成分子筛膜合成液；