Способ получения адсорбента для выделения п-ксилола из смеси ароматических @ - @ углеводородов

Способ получения адсорбента для выделения п-ксилола из смеси ароматических @ - @ углеводородов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

.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.