[发明专利]一种多孔甲酸钴材料及其制备方法和用途、烷烃同分异构体混合物的分离方法

说明书

本发明公开了一种多孔甲酸钴材料及其制备方法和用途、烷烃同分异构体混合物的分离方法。其中，所述多孔甲酸钴材料，包括Co₅的结构单元，通过甲酸根作为桥连配体连接成三维网状结构，结构包含直径约的一维孔道；所述多孔甲酸钴材料为晶体，钴离子为多面体，由氧原子和碳原子键接。多孔甲酸钴材料具有较好的稳定性，分离烷烃异构体混合物时，可提高异构化油组分的辛烷值，同时提高乙烯原料和重整原料的利用效率。可较好地分离单支链和双支链C6同分异构体，实现了单支链和双支链烷烃的完全筛分。

技术领域

本发明涉及化学分离的技术领域，特别涉及一种多孔甲酸钴材料及其制备方法和用途、烷烃同分异构体的分离方法及石脑油的分离方法。

背景技术

目前工业上化学分离主要采用热驱动分离技术(如蒸馏)，与化学分离过程有关的能量消耗约占工业能耗的50％，占世界总能耗的10-15％，且这一过程释放大量的二氧化碳和其它有害气体，对环境产生严重影响。因此，开发节能环保的替代技术，从而降低化工业上化学分离这一过程中所需的能耗，减少有害气体的释放，降低对环境的污染显得十分迫切。高辛烷值汽油具有优异的抗震爆性能，是当今社会重要的能源物质。烷烃同分异构体是汽油组成中主要的组分之一，烷烃(主要是C5和C6)同分异构体的分离是石油化工产业中制备高辛烷值汽油不可或缺的重要过程。在石油精炼过程中，催化异构化反应生成不同支化程度的C5、C6烷烃同分异构体，并对其进行分离，低辛烷值的支化异构体(如正己烷，辛烷值为30)返回催化异构化反应器进行循环，而具有较高辛烷值的支化异构体(如2,2-二甲基丁烷，辛烷值为92)则可用作汽油原料。目前工业上普遍以蒸馏技术分离烷烃同分异构体，但由于烷烃同分异构体之间沸点十分接近，使得蒸馏分离过程复杂、能耗巨大、资金投入高。为了减少分离所需的能耗，降低成本，亟需开发更为高效、节能、环保的分离技术，近些年来，很多国家在以固体多孔材料为吸附剂的吸附分离技术分离具有不同支链程度的烷烃同分异构体，进而提高汽油组分的辛烷值这一过程中进行了大量探索，并被证明是切实可行的。

吸附分离分离技术的核心在于找到理想的吸附剂材料。目前，已有部分石油化工厂采用5A分子筛分离C5、C6烷烃同分异构体益替代传统的蒸馏分离过程并取得了积极的效果。5A分子筛是具有直径约为的一维孔道固体吸附剂，孔道直径介于C5、C6直链烷烃和支链烷烃的动力学直径之间，加之分子筛较为刚性的结构特点，使得5A分子筛只能吸附C5、C6直链烷烃同分异构体，而不吸附所有的支化异构体，因此可通过分子筛分将C5、C6的支链和支链烷烃同分异构体进行分离。然而，工业上为了进一步提高异构体的平均辛烷值，还需要将单支链烷烃回收到异构化反应器中进行进一步处理，但是5A分子筛不能筛分C5、C6的单支链和双支链组分，因此不能将单支链烷烃和双支链烷烃分离开，从而无法进一步提高异构化油的辛烷值，提高其实用价值。因此，为提高吸附分离单元的效能，使吸附分离技术可以得到广泛应用，亟需开发能高效分离烷烃同分异构体的新型吸附剂材料。