Способ получения адсорбента для выделения п-ксилола из смеси ароматических @ - @ углеводородов
.Союз Советских
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
С 01 В 33/28 В 01 J 20/16 с присоединением заявки ¹Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 150133.. Бюллетень №2 Дата опубликования описания 15. 01. 83 ($3) УДК 661 ° 183. 6 (088. 8) Б.A. Липкинд, А.Т. Слепнева, В.А. Бурылов Е.Я. Гиенко, С.В. Дрожженников, А.М. Эубк О.A. Канакова, Т.Ф. Круглова С.В. Макарь к T.P. Смолькина (72) Авторы изобретения (71) Заявитель I (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АДСОРБЕНТА ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ fl-КСИЛОЛА; ИЗ СМЕСИ АРОМА 1ИЧЕСКИХ Св-УГЛЕВОДОРОДОВ Изобретение относится к получению адсорбентов, а именно цеолитных адсорбентов для выделения иэ смеси ароматических С8-углеводородов rt-ксилола, который является ценным продуктом для химической прожиаленности, главным образом для производства синтетических волокон. Известен способ получения адсорбента для выделения и-ксилола из смеси ароматических С8-углеводородов путем обработки частиц цеолкта типа фожазита (Х или У) раствором гидроксида натрия, промывки с целью удаления избытка щелочи и последующей обработки солями калия для обмена катионов На на катионы К, затем адсорбент просушивают (1) . Однако полученный известным способом адсорбент характеризуется недостаточной селективностьв по отношению к и-ксилолу при разделении смеси и-ксилол-втилбензол. Кроме того, обработка гидроксидом натрия услсжняет технологический процесс, заметно не улучшая качество конеч» його продукта. Известен также способ получения адсорбента для выделения П-ксилола из смеси ароматических С8-изомеров путем обработки частиц цеот.ита тина фожазнта растворами солей К и Ва прк использовании многоступенчатого способа обработки, когда кх сначала обрабатывают раствором одних катио,нов, потом - других (2). Однако введение ионов K в состав адсорбента ухудшает его селективность по отношению к д-ксилолу при разделении смеси п-ксилол-зтклбензол. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ получения адсорбента для выделения n «êñsлола из смеси ароматических Се-углеводородов, заключающийся в следующем ° Цеолит NaX формуют со связующим, высушивают, прокалывают, затем обрабатывают 0,5-10%-ныл раствором NaOH при 10-120оС. Последувщую обработку проводят при 10-12(PC раствором хло« рида бария с концентрацией 2-4 вес.Ф, при расходе раствора 4717 г на 453,6 г адсорбента. Время обработки 0,5-5 ч. Обработанный цеолит промывают водой и высушивают--(3).: .Основные показатели получаемого адсорбента приведены в табл. 1. 988266 Т а б л и ц а l Адсорбент Наличие стадии катионо обмена на . натрий.20/К20 Соде ржание, вес.Ъ Ширина пика, ед.с-.с. Ва О Кдо 20,3 6,1 3,6 24„1 5 25,0 30,1 0 6 54,1 6,9 Нет 22,0 4,0 2,7 25, 7 Нет 10,3 Как видно иэ табл. 1, полученные адсорбенты имеют невысокие показатели селективности, что можно объяснить или неполным замещением в цеоли-. те катионов натрия на катионы бария нли разрушением кристаллической струк- туры цеолита в процессе обработки ,солью бария. Цель изобретения - повышение се- 2S лективности и термостойкости адсорбента. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения адсорбента для выделения и-ксилола из 30 смесу ароматических С8-углеводородов путем формования порошкообразного фожазита со связующим, сушки, прокалки и обработки солью бария, обработку ведут в две стадии, причем И первую - в статических условиях 0,10,3н. раствором, вторую - в динамических условиях при температуре 8595" С 0,05-0,15н. раствором. Оптимально первую стадию вести 40 при 15-25 С 1-4 ч и расходе соли бария 0,7-0,8 эквивалента в расчете на содержание натрия в адсорбенте, а вторую — при 85-95 С с 2-5-кратным чередованием прокачки 20-25 л раст- 4 вора 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 стеяиометрического и кратковременный контакт адеорбента с растворам соли при низкой температуре) предотвращает разрушение кристаллической структуры цеолита и обеспечивает ночти полное использование соли бария в реакции катионного обмена 2Na+ Ва+, ионный обмен ведется до остаточного содеркания окиси натрия в адсорбенте не более 103. На второй стадии обработки созда- g) ются благоприятные условия для диффузии катионов натрия иэ малых полостей в большие и протекания обменной реакции,2Иа+ -- Ва++ в больших полостях цеолита и, как следствие, проведение 65 2,23 2,70 2,13 9,7 2,51 2,90 2,24 8,7 2,78 3,12 2,34 9,4 2ю20 2ю89 Зе34 12 2 2,55 2,65 2,09 10,9 глубокого обмена без разрушения крис7аллической 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 Ба О больше 2 вес.Ф, что отрицательно сказывается на селективности и термостабильности цеолита. Осуществление способа.при условиях выше высших пределов параметров приводит к разрушению кристаллической структуры, цеолита, что также ведет к снижению его эксплуатационных качеств. Способ осуществляется следующим образом. Порошкообразный цеолит типа фожазита (NaX или Вау) формуют со связующей добавкой (каолинитовой илн бентоиитовой глиной, кремнеземом, глиноземом, цементом), сформованный;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 рас-. Кете 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 1.,300 г порошкообразного цеолита NaX смешивают с 46 г бентонитовой глины и формуют в зерна сфе-! Рической форвы,размером 0,4-0,8 мм, которые сушат при 150 С и прокалио вают при 650 С. Затем адсорбент обрабатывают в колбе с мешалкой 3100 мл 0,3н . раствора хлорида бария при 15 С 1 ч. Обработанный ацсорбент ,загружают в колонку, через которую прокачивают при 85РС 1650 мл 0,05н. 988766 Та блица 2 Тс, отн.Ф 100. Пример Ф, В Селективность 1 1 t пуз. е и/м ВаО Иа90 43 0 3,0 3,8 2,8 2,5 3,0 2,7 100 32,2 1,0 99 30,8 1,5 41,0 42,0 27 3,4 2 5 1,3 100. 31,0 98 31,8 100 42,0 2,8 3,5 2,7 1,2 раствора хлорида бария, после чего пропускают 1750 мл воды. Операции прокачки раствора хлорида бария и воды осуществляют четыре раза. Пример 2. Ьдсорбент, полученный также, как в примере 1, обрабатывают в колбе с мешалкой 10600 мл 0,1н. раствора хлорида бария.прМ 25 С 4 ч. Обработанный адсорбент загружают в колонку, через которую прокачивают при 95 С 550 мл 0,15н. 10 раствора хлорида бария, после чего пропускают 1750 мл воды. Операции прокачки раствора хлорида бария и воды осуществляют по два раза. . Пример 3. 300 г порошкообразного цеолита смешивают с 58 г каолинитовой глины и формуют в зерна сферической. формы, размером 0,40,8 мм, которые сушат при 1504С и прокаливают при 650 С. Затем адсор«2О бент. обрабатывают в колбе с мешалкой 2100 мл 0,2н. раствора хлорида бария при 20 С 2 ч. Обработанный адсорбент загружают в колонку, через которую прокачивают при 90 С 825 мл 0,1н. раствора хлоркда бария, после чего пропускают 1750 мл воды. Операции прокачки раствора хлорида бария и воды осуществляют по три раза. Пример 4. Адсорбент, полученный такие, как в примере 3, обрабатывают в колбе с мешалкой 3500 мл ! 0,3н . раствора хлорида бария при 15 С 3 ч. Обработанный адсорбент эа" гружают в колонку и прокачивают при 85 С 550 мл 0,05н. раствора.хлорида бария, после чего пропускают 1750 мЛ Как видно из табл. 2, все адсорбенты, полученные предлагаеьим способом, имеют высокую селективность по отношению к й-ксилолу при разделении его смесей с изомерами. 66 Формула изобретения Способ получения адсорбента для выделения п«ксилола кз смеси аромати- ческих Сз-углеводородов путем формо- 65 воды. Операции прокачки раствора хлоркда бария к воды осуществляют по два раза. Приготовленные адсорбенты оценивают на содержание кристаллической фазы в адсорбенте методом рентгеноструктурного анализа (Ф), на содержание окислов бария и натрия методом химического анализа (С). Селективность, характеризуемая коэффициентом. разделения и-кси- . лол/этилбензол (aLngg )n ксилол/)HI кси Q n ; rn -mcaloon/0-ксклол (Юппер ) и индексом емкости по П-ксклолу (Бп), определяют при разделении смеси аро маткческих С8-углеводородов состава, вес.Ъ:n-ксилол 25,0ум -ксилол 25,0 0-ксилол 25,0; зтилбензол 25,0 прй следующих условияха Адсорбцкя. Скорость подачи сырья 100 мл/ч, давление атмосферное, тем пература 180еС оооееоеееее t адсорбент: = 10 л/100 л, высота слоя адсорбента Зм. Десорбци я. Давление атмосферное, температура 180 С, десорбент - ароматический углеводород с температурой кипения выае температуры кипения fl-ксилола. Термостабильность характеризуется отношением индекса емкости исходного к прокаленного при 400©С 6-8 ч адсорбента (Tc) . Качественные показатели адсорбентов, полученных способами по примерам 1-4, приведены в табл. 2 °, вания порошкообразного фожазита Со связующим, сушки, прокалки и обработки солью бария, о т л к ч а ющ и и с,я тем, что, с целью повышения селективности и термостойкости адсорбента r обработку солью бария ведут в.две стадии: первую в стати- . ческих условиях 0,1-0,3н. раствором, вторую - в динамических условиях прк температуре 85-95 С 0,05-0,158 раствором. 988766. Составитель Т. Беренштейн Редактор Т. Митрович Техред Л.Пекарь Корректор О. Билак Тираж 469 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 10977/29 Филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4 Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент СССР 9 674666, кл. С 07 С 7/12, 1979. 2. Патент кл. 260-674, 3 Патент кл. 252-455, США 9 3 ° 558. 730, 1971. США I 3878127., 1975.