[发明专利]无粘结剂沸石类吸附剂，制造无粘结剂沸石类吸附剂的方法，以及使用无粘结剂沸石类吸附剂从混合的二甲苯中吸附分离对二甲苯的方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及沸石类吸附剂，其制造方法，以及将其用于吸附分离法的方法，更特别地涉及无粘结剂BaKX沸石类吸附剂、它们的制造方法、以及使用无粘结剂BaKX沸石类吸附剂，在液相模拟的移动床吸附法中，从混合的二甲苯中回收对二甲苯的方法。

背景技术

模拟的移动床(SMB)吸附法商用于多种大规模石油化学分离中以从混合的二甲苯中回收高纯度对二甲苯(PX)。本文所用的“混合的二甲苯”指包括乙基苯(EB)、对二甲苯(p-二甲苯或PX)、间二甲苯(MX)和邻二甲苯(OX)的C₈芳族异构体的混合物。高纯度对二甲苯用于生产聚酯纤维、树脂和薄膜。通常将对二甲苯转化为对苯二甲酸(TPA)或对苯二甲酸二甲酯(DMT)，然后使其与乙二醇反应以形成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，其为大多数聚酯的原材料。

施行模拟的移动床吸附分离法中采用的普遍方法已广为描述和实践。通常，该方法模拟吸附剂的移动床，其具有越过吸附剂的连续的液体进料逆流。进料和产品以几乎恒定的组成连续地进入和离开吸附剂床。分离通过利用吸附剂对对二甲苯和其他C₈芳族异构体的亲和力差别来完成。

用于模拟的移动床吸附法中的典型的吸附剂通常包括结晶硅铝酸盐沸石，并可包括天然和合成硅铝酸盐两者。用作对二甲苯选择性吸附剂的合适的结晶硅铝酸盐沸石包括具有硅铝酸盐笼形结构的那些，其中在开放的三维结晶网络中氧化铝和二氧化硅四面体互相紧密连接。四面体通过共享氧原子而交联，其中在沸石部分或全部脱水之前四面体之间的空间被水分子占据。脱水导致晶体与具有分子尺寸的通道交错。在水合形式下结晶硅铝酸盐沸石通常用下式表示：M₂/_nO:Al₂O₃:wSiO₂:yH₂O，其中“M”为平衡四面体的电价的阳离子，通常称为可交换阳离子位点，“n”表示阳离子的化合价，“w”表示SiO₂的摩尔数，“y”表示水的摩尔数。这种具有作为吸附剂的用途的结晶硅铝酸盐沸石具有相对完好的孔结构。该具体类型的硅铝酸盐沸石通常通过特定二氧化硅：氧化铝摩尔比和笼形结构的孔尺寸识别。

通过结晶硅铝酸盐领域技术人员公知的离子交换法，占据沸石类吸附剂中的可交换阳离子位点的阳离子(M)可被其他阳离子代替。公知结晶硅铝酸盐，如在沸石内的可交换阳离子位点上具有钡和钾阳离子的沸石X，选择性地吸附包含至少一种其他C₈芳族异构体的混合物中的对二甲苯。

通常，用于分离方法中的沸石类吸附剂含有分散在无定形材料或无机基体中的沸石类结晶材料，其中具有通道和空穴，使得液体能进入结晶材料。二氧化硅、氧化铝或某些粘土及其混合物是这种无机基体材料的典型，其用作“粘结剂”以形成或附聚沸石类结晶颗粒，其否则将包括细粉末。附聚的沸石类吸附剂可因此为颗粒形式，如挤出物、聚集体、片剂，大球体，如珠粒、颗粒等。

粘结剂典型地为惰性的并不对任何吸附有贡献。已努力通过增加吸附剂内的选择性部分(沸石体积)提高吸附剂产率，通过在称为“沸石化”的转化过程中将粘结剂转化为选择性的沸石来增加吸附剂内的选择性部分(沸石体积)，而同时保持沸石类吸附剂的强度和大孔孔隙率。该转化过程得到“无粘结剂”沸石类吸附剂。在该转化过程得到吸附剂产率增加的同时，也还寻求对吸附分离法进一步提高工艺性能和降低操作成本。

因此，需要提供无粘结剂吸附剂和在液相分离法中使用无粘结剂吸附剂从混合的二甲苯中回收高纯度对二甲苯的方法，从而使得工艺性能得以改进、操作成本得以降低。此外，还需要提供一种无粘结剂BaKX沸石类吸附剂，其减少加工一定量的进料所需的吸附剂和脱附剂的量，且其具有增加的中孔孔隙率和大孔孔隙率，传质速率和机械强度。还需要提供一种用于形成该无粘结剂吸附剂的方法。此外，根据下文对本发明的详细描述和所附权利要求，以及附图与本发明的背景技术，本发明的其他所需的特征和特性将显而易见。

发明简述

本发明提供无粘结剂BaKX沸石类吸附剂，制备所述无粘结剂BaKX沸石类吸附剂的方法，以及使用所述无粘结剂BaKX沸石类吸附剂从混合的二甲苯吸附分离对二甲苯的方法。所述无粘结剂BaKX沸石类吸附剂包括：

粘结剂-转化的沸石部分，其由x重量％(wt％)的惰性粘土粘结剂和(100-x)wt％的沸石X形成，其中x以无粘结剂BaKX沸石类吸附剂计在10wt％至20wt％范围内；