[发明专利]包括EMT沸石的沸石吸附剂、其制备方法以及其用途

说明书

本发明涉及包括钡和/或钾的由附聚的EMT沸石晶体制成的沸石吸附剂。这些吸附剂可应用在C8芳族异构体级分且特别是二甲苯的分离中，在取代的甲苯异构体例如硝基甲苯、二乙基甲苯和甲苯二胺的分离中，和在甲酚和多羟基醇例如糖的分离中。

技术领域

本发明涉及包括钡或钾或者钡和钾的基于沸石EMT的附聚晶体的吸附剂(基于包括钡或钾或者钡和钾的沸石EMT的附聚晶体的吸附剂)、其制备方法以及其用途。

这些吸附剂更特别地可用于由包含含有8个碳原子的异构体的芳族烃原料来液相或气相产生非常纯的对二甲苯。

背景技术

现有技术中已知，包括结晶铝硅酸盐的吸附剂可用于将一些烃从含有它们的混合物分离。在分离出芳族烃且特别是分离出芳族C8异构体的领域中，通常公认的是，在结晶沸石铝硅酸盐的阳离子位点中使用特定的阳离子使沸石对芳族C8异构体之一的选择性改善。所述沸石内的该差异化吸附容许不同芳族C8异构体的分离，这在工业上被用于由包含含有8个碳原子的异构体的芳族烃原料产生非常纯的对二甲苯。

因此，将由除了钠阳离子之外还包括钡、钾或锶离子的沸石X或Y构成的沸石吸附剂单独地或作为混合物用在液相中选择性地吸附芳族烃混合物中的对二甲苯是现有技术公知的。

专利US 3 558 730、US 3 558 732、US 3 626 020、US 3 663 638和US 3 960 774显示，包括基于钠和钡或者基于钠、钡和钾的八面沸石(FAU)结构的铝硅酸盐的沸石吸附剂对于分离出存在于C8芳族级分(包括含有8个碳原子的芳族烃的级分)中存在的对二甲苯是有效的。以上吸附剂优选地作为吸附试剂用在液相方法(尤其是模拟逆流类型的液相方法)中，与专利US 2 985 589中描述的那些类似并且尤其适用于芳族C8级分。

然而，通常，沸石对于含有8个碳原子的芳族烃(二甲苯和乙苯)的吸附性质作为如下的函数而灵敏地(精细地，finely)变化：孔的尺寸和形状以及结构中阳离子的位置，其对所述沸石内存在的静电场以及对孔中的能进入的体积有影响。其它参数例如阳离子和分子的极化性以及结构的柔性也可具有影响。因此，在理论上以及精确地预测沸石对于含有8个碳原子的芳族烃的吸附特性是极其困难的。

因此，例如，为了改善具有八面沸石结构的沸石对于芳族C8异构体的吸附选择性，许多研究已经提及了沸石的Si/Al比、交换阳离子的性质、以及它们的水含量的影响。然而，非常难以预测改善程度，因为这些因素对所述沸石的吸附特性施加联合(综合)作用。

影响通过吸附进行分离的方法的性能品质的重要因素尤其包括吸附选择性、吸附容量以及限定不同化合物的吸附和解吸速率的传质动力学。因此，所述吸附剂必须具有良好的传质性质以保证足以实现混合物中的物质的有效分离的理论塔板数，如Ruthven在题为“Principles of Adsorption and Adsorption Processes”的出版物,John Wiley&Sons(1984),第326和407页中所指出的。Ruthven指出(同上，第243页)，在附聚的吸附剂的情况下，总的传质取决于晶内扩散阻力和晶间扩散阻力的加和。晶内扩散阻力与晶体的半径的平方成比例并且与晶内分子的扩散系数成反比。

晶间扩散阻力(也称作大孔阻力)本身与附聚体的半径的平方成比例并且与在大孔中的分子的扩散系数成反比。对于给定的沸石结构、给定的附聚体尺寸和给定的操作温度，扩散系数是固定的，并且用于改善传质的仅有手段在于减小晶体的直径。因此，通过减小晶体的尺寸，将获得总体传质的增加。

为了评估在传递动力学方面的该改善，可使用由Ruthven在“Principles ofAdsorption and Adsorption Processes”(同上，第248-250页)中描述的塔板理论。该方法基于将塔通过有限数量的被理想搅拌的假想反应器(理论级)表示。理论塔板的等效高度是体系的轴向分散(渗透，扩散)和传质阻力的直接量度。