[发明专利]包含具有分级多孔性的沸石的沸石吸附剂

说明书

本发明涉及基于至少一种具有分级多孔性的沸石、含有钡或钡和钾的沸石吸附剂，其用于从含有8个碳原子的芳族级分分离对二甲苯的用途，以及从含有8个碳原子的芳族级分分离对二甲苯的方法。

本发明涉及包含具有分级多孔性(hierarchical porosity)的沸石的沸石吸附剂，其可用于从主要含有邻二甲苯、间二甲苯及对二甲苯、乙苯等的C8芳族烃的混合物分离二甲苯异构体且尤其是分离对二甲苯的领域中。

对二甲苯为石油化学的主要中间体之一。将其转化为对苯二甲酸酐或对苯二甲酸或转化为对苯二甲酸甲酯，然后随后与例如一缩二乙二醇缩聚。然后将所获得的聚酯PET转化为尤其旨在用于纺织工业、用于包装饮料等的合成纤维或树脂。

对二甲苯一般是如下与其它C8芳族异构体分离的：通过结晶化或通过工业色谱法(也称为通过模拟移动床吸附的分离)。通过结晶化而分离的技术现今占对二甲苯总产量的小于20％，而通过模拟移动床吸附的分离现今代表此对二甲苯产量的约80％至约85％。最后，对二甲苯总产量的约2％来源于两种上述技术的组合，其中结晶化用作精制步骤。

工业色谱法分离技术是在液相中或在气相中进行的，但是通过工业色谱法的分离最常见地是在液相中进行的。

模拟移动床分离在本文中在广义上进行理解，即其可为模拟逆流、或模拟并流、或“Varicol”工艺。此家族工艺的共同特征为，将固体吸附剂用于固定床中，且通过一组开关阀或通过称为旋转阀的复杂单一阀管理与所述吸附剂接触的流动物(其为液态的或任选为气态的)。

当这些工艺中用作吸附试剂的固体吸附剂的活性成分为沸石时，其是以粉末(晶体)形式获得的，且在工业规模上优选地以附聚物的形式使用。以小片、珠粒或挤出物形式附聚的这些沸石吸附剂一般由以下组成：构成关于吸附的活性成分的沸石粉末，和意欲确保呈珠粒或挤出物形式的晶体(一般称为晶粒(grain))的内聚(凝聚)的粘结剂。

此粘结剂还赋予所述晶粒足够的机械强度以经受住在它们用于单元中期间它们所经历的机械应力。这些机械应力为形成细粒的原因，其导致在所述工艺的操作时间期间在性能方面的恶化。

用模拟移动床(SMB)分离二甲苯的工艺近几十年已经历许多技术改进，尤其是关于流体分布平顶曲线(平台、平稳状态，plateaux)，但关于固体吸附剂的颗粒尺寸特性的改变相对少。

描述用于分离对二甲苯的沸石吸附剂的化学及微观特性的现有技术文献特别丰富，且可提及，例如，举例来说，专利US 3 558 730、US 3 663 638、US 3 960 774、US 7 820869、US 7 812 208、US 8 283 274、US 8 530 367及US 8 735 643。

关于这些固体吸附剂的化学特性的一般教导为，必须使用八面沸石结构的沸石(沸石LSX、X或Y)且其中补偿离子为主要量的Ba²⁺离子或者为主要量的Ba²⁺离子和较少量的K⁺离子。

此外，关于吸附剂的微观特性的一般教导为，可使用尺寸(数均直径)优选地小于1.6μm的沸石X晶体。一些最新文献教导使用基于尺寸小于0.5μm(US 2009/326 308)或尺寸在0.1μm与0.4μm之间(CN1267185C)的沸石X晶体的吸附剂，以便由于这些吸附剂与以上所提及的常规吸附剂相比在传质方面的收获而改善用于分离二甲苯异构体的工艺的性能。

此外，在催化领域中，尤其在加氢裂解工艺中，当使用沸石载体时，通常实践为寻求通过如下而改善分子对所述沸石的微孔的可接近性：通过合成后的处理而在沸石FAU(沸石Y)晶体中产生中孔。

Inayat等人的研究(Angew.Chem.Int.Ed.,(2012),51,1962-1965)教导了可合成中孔沸石X晶体。因此可预期，对微孔的可接近性相对于常规X晶体改善。因此，本领域技术人员将倾向于希望使用这样的中孔沸石X结晶来形成用于分离二甲苯异构体的有效吸附剂。