Способ получения адсорбента для выделения п-ксилола из смеси ароматических @ - @ углеводородов Советский патент 1983 года по МПК C01B39/02 B01J20/16 

Изобретение относится к получению сщсорбентов, а именно цеолитных адсорбентов для вьщеления из смеси ароматических Cg-углеводородов о-ксилола, кочораЛ является ценным продуктом для химической промышленноети, главным образом для производства синтетических волокон.

Известен способ получения адсорбента для вьшеления h-ксилола из смеси арсакатических С -углеводородов путем обработки частиц цеолита типа фожазита (X или У) раствором гидроксида натрия, промывки с целью удаления избытка щелочи и последую|цей обработки солями калия для обмена катионов Na на катионы К, затем адсорбент просушивают 1 ..

Опнако полученный известным способом гщсорбент характеризуется недостаточной селективностью по отношению к п-ксилолу при разделении смеси п-ксилол-этилбензол. Кроме того, обработка гидроксидом натрия усложняет технологический процесс, Зс1метно не улучшая качество конечного продукта.

Известен также способ получения адсорбента для вьщеления п-ксилола

из смеси ароматических Cg-изомеров путем обработки частиц цеот.ита типа фожазита растворами солей К и Ва при с использовании многоступенчатого способа обработки, когда их сначала обрабатывают раствором одних катио.нов, потом - других {2|. .

Однако введение ионов К в состав JQ адсорбента ухудшает его селективность по отношению к п-ксилолу при разделении смеси п-ксилол-этилбензол.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к

изобретению является способ получения адсорбента для вьщеления п-ксилола из смеси ароматических С -углеводородов, заключающийся в следующем.

,п Цеолит NaX формуют со связующим, высушивают, прокаливают, затем обрабатывают 0,5-10%-ньм раствором NaOT при 10-120°С. пЪследуюиогю обработку проводят при 10-120РС раствором хлорида бария с концентрацией 2-4 вес.%

25 при расходе раствора 4717 г на

453,6 г адсорбента. Время обработки 0,5-5 ч. Обработанный цеолит промывают водой и высушивeUOT {3 .

-Основные показатели получаемого 30 адсорбента приведены в табл. 1.

Таблица

Как видно из табл. 1, полученные адсорбенты имеют невысокие показатели селективности, что можно объяснить или неполным замещением в цеоли те катионов натрия на катионы бария или разрушениол кристаллической струтуры цеолита в процессе обработки ;солью бария.

Цель изобретения - повышение селективности и те яностойкости адсорбента.

Поставленная цель достигается что согласно способу получения гщсорбента для ввделения п-ксилола из смесу ароматических Cg-углеводородов путем формования порошкообразноto фожазита со связующим, сушки, прокалки и обработки солью бария, обработку ведут в две стадии, причем первую - в статических условиях 0,10,3н. раствором, вторую - в динамических условиях при температуре 8595 С 0,05-0,15и. раствором.

Оптимально первуюстадию вести при 15-25 С 1-4 ч и расходе соли бария 0,7-0,8 эквивалента в расчете насодержание натрия в адсорбенте, а вторую - при 85-95е с 2-5-кратным чередованием прокачки 20-25 л раствора соли бария с концентрацией 0,050,15н.- на 1 кг адсорбента и промывки 5-6 л воды на 1 кг адсорбента.

Условия обработки адсорбента солями бария на первой стадии (расход катионов бария ниже стехиометрического и кратковременный контакт адсорбента с раствором соли при низкой температуре) предотвращает разрушение кристаллической структуры цеолита и обеспечивает почти полное использование соли бария в реакции катионного обмена 2Na Ва , ионный обмен ведется до остаточного содержания окиси натрия в адсорбенте не более 10%.

На второй стадии обработки создаются благоприятные условия для диффузии катионов натрия из малых полостей и больпгае и протекания обменной реакции в больших полостя цеолита и, как следствие, проведение

глубокого обмена без разрушения крис;галлической структуры цеолита.

Осуществление способа при условиях ниже нижних пределов параметров не дает возможности получить глубокий обмен катионов натрия на катионы бария, т.е. получается адсорбент с содержанием больше 2 вес.%, что отрицательно сказывается на селективности и термостабильности цеолита.

Осуществление способа, при условиях вьоце высших пределов параметров приводит к разрушению кристаллической структуры:цеолита, что также ведет к снижению его эксплуатационных качеств.

Способ осуществляется следующим образом.

Пррошкообразный цеолит типа фожазита (NaX или Nay) формуют со связуняцей добавкой (каолинитовой или бентнитовой глиной, кремнеземом, глиноземоМ, цемент «), сфО1 1ованн,ый г Цеолит сушат и прокаливают, возможна, но не обязательна последующая обработка цеолита раствором гидроксида натрия). Затем в две стадии проводят обработку раствором соли бария. На первой стадии обработку проводят в статических условиях при умеренной температуре 15-25 С и расходе катионов Ва (0,7-0,8 эквивалента в расЦете на содержание натрия). На второй стадии чередуют операции обработки и промывки, которые проводят путем прокачивания раствора и воды через адсорбент. Вторую стадию осуществляют при 85-95 С и концентрации раствора бария 0,005-0,15н.

Пример. ,300 г порошкообразlioro цеолита NaX смешивают с 46 г бетонитовой глины и формуют в зерна сф рической формы,размером 0,4-0,8 мм, которые сушат при и прокаливают при 650°С. Затем адсорбент обрабатывают в колбе с мешалкой 3100 м 0,3н. раствора хлорида бария при 1 ч. Обработанный аЗ сорбент загружают в колонку, через которую прокачивают при 85Рс 1650 мл 0,05н. раствора хлорида бария, после чего пропускают 1750 мл воды. Операции . лрокачкй раствора хлорида бария и воды осуществляют четыре раза. П р и м ер 2. Адсорбент, получе ный также, как в примере 1, обрабатывают в колбе с мешалкой 10600 мл 0,1н. раствора хлорида бария npli 25°С 4 ч. Обработанный гщсррбент загружают в колонку, которую прокачивают при 95°С 550 мл 0,15н. раствора хлорида бария, после чего пропускают 1750 мл воды. Операции прокачки раствора хлорида бария и в ды осуществляют по два раза. -Примерз. 300 г порошкообразного цеолита смешивают с 58 г каолинитовой глины и формуют в зерна сферической формы, размером 0,40,8 мм, которые сушат при и прокаливают при . Затем адсорбент обрабатывают в колбе с мешалко 2100 мл 0,2н. раствора хлорида бария при 2 ч. Обработанный адсорбент загружают в колонку, через которую прокачивают при 825 мл 0,1н. раствора хлорида бария, после чего П1юпускают 1750 мл воды. Операции прокачки раствора хлоркща бария и воды осуществляют по три раза П р и м ер4. Адсорбент, получе йый также, как :в примере 3, обрабатывают в колбе с мешгшкой-3500 мл IО,Зн. раствора хлорида бария при 3 ч« Обработанный адсорбент за гружгиот в колонку и прокачивсиот при 85°С 550 мл 0,05н. раствора.хлорида бария, после чего пропускают 1750 м Как видно из табл. 2, все адсорбенты, полученные предлагае1«2м способом, имеют высокую селективность п отношению к Л-ксилолу при разделении его смесей с изомерами. Формула изобретения Способ получения сщсорбента для выделения п-ксилола из смеси аромати ческих. Се-углеводородов путем формоТаблица2воды. Операци прокачки раствора хлорида бария и воды осуществляют по два раза. Приготовленные адсорбент оценивают на содержание кристаллической фазы в адсорбенте методом реитгеноструктурного анализа (Ф), на содержание окислов бария и натрия методом химического анализа tO. Селективность, харгштеризуемая коэффициентом разделения п-кси- . лол/зтилбензол (ft-nf )п-ксилол -кси-. ЛОЛ (el|,/M ; ,п-ксилол/О-ксилол (dnfo) Я индексом емкости по fi-ксилолу (Бп) г определяют при разделении смеси аро матических Св У1 Леводородов состава, вес.%:п-ксилол 25,0;и-ксилол 25,Ог 0-ксилол 25,0; зтилбензол 25,6 при следующих условиях Адсорбция. Скорость подачи сырья 100 мл/ч, давление атмосферное, тем- пера тура соотношение рь -г адсорбент 10 л/100 л, высота слоя адсорбента 3 м. Десорбция. Давление атмосферное, температура , десорбент - ароматический углеводород с температурой кипения выше температуры кипения П-ксилола. Термостабильность характеризуется отношением индекса емкости исходного и прокаленного при ч адсорбента (Тс) . качественные показатели адсорбентов, полученных способами по примерам 1-4, приведены в табл. 2.. вания порошкообразного фожазита Со связующим, сушки, прокалки и обработки солью, бария, отличающий с я тем, что, с целью повышения селективности и термостойкости адсорбента г обработку солью бария ведут в две стгщии: первую в статических условиях 0,1-0,3н. раствором, вторую - в динамических условиях при температуре 85-95 С 0,05-0,15й, раствором.

7988766 8

Источники информации, .2. ПатентОНА 3.558.730,

принятые во внимание при экспертизекл. 260-674,1971.

УЛ. С 07 С 7/12, 1979.кл. 52-455,1975.