[发明专利]用于从C6烃类中获得高辛烷值组分的吸附剂及制备方法

说明书

本发明属于气体分离技术领域，具体涉及一种用于从C6烃类中获得高辛烷值组分的吸附剂及制备方法，化学式为HX_n‑M‑L₁，其中M为二价过渡金属阳离子，L₁为四齿吡啶基配体及其衍生物，HX_n为无机阴离子。本发明以具有强芳香性质的四齿的吡啶基有机配体和强极性的HX_n的阴离子柱，与不同金属节点，自组装配位形成具有一维孔道的3D金属有机骨架材料，其孔道由于阴离子柱撑调节，能够表现出不同的孔道形状和尺寸，四齿的吡啶基配体的强芳香性质能够实现对正己烷的高效亲和力，实现了C6三组分条件下，选择性筛分22DMB，并且nHEX与3MP的逐步分离。

技术领域

本发明属于气体分离技术领域，具体涉及一种用于从C6烃类中获得高辛烷值组分的吸附剂及制备方法。

背景技术

汽油是主要用于交通运输工具的动力燃料，在我们的生产生活中有着十分重要的作用。C6烷烃异构体是非常有价值的汽油混合组分，其分离纯化对于石化工业获得高质量汽油有至关重要的意义。辛烷值(RON)为24.8的正己烷(nHEX)需要从其单支链和双支链异构体中分离出来，并返回到异构化反应器中。单支链烷烃，即2-甲基戊烷(2MP，RON＝73.4)和3-甲基戊烷(3MP，RON＝74.5)，是生产乙烯的优质原料，但不适合生产高品质汽油。2,2-二甲基丁烷(22DMB,RON＝91.8)和2,3-二甲基丁烷(23DMB,RON＝101.7)是二支链烷烃具有高辛烷值，具有良好的抗爆性，是生产高品质汽油的理想原料，对提高汽油的动力经济性能是有重要意义的。而在过去，四乙基铅、甲基叔丁基醚(MTBE)等用于提高汽油品质的汽油添加剂因对人体和环境具有危害性，所以逐渐被抛弃，全球对汽油内在品质的要求越来越高，追求越来越迫切。

根据烷烃异构体的分支度来分离烷烃异构体是石化工业中一个关键而又具有挑战性的过程。在炼油过程中，轻油馏分(主要是直链C5和C6)进行催化异构化，生成线性、单支和双支异构体的混合物。在一次典型UOP全异构化过程(TIP)中，由于转化率的限制，正己烷异构体在产品流中的体积百分比为19％，单支化异构体为54％，双支化异构体为27％。具有较高分支的烷烃异构体对于获得高RON汽油有更高的研究价值。精馏是分离烷烃异构体的常规方法。然而，在分离结构相似且沸点和极化率接近的异构体时面临着巨大的挑战，且热驱动蒸馏的具有高能耗，因此开发了一种更节能的吸附分离技术，并作为烷烃异构体分离的替代/补充技术。

目前工业上使用的吸附分离工艺都是根据择形吸附原理，采用具有合适孔径的吸附剂来实现选择性的吸附和解吸正己烷，工业上应用最多的沸石5A分子筛能够将正构烷烃从其他支链烷烃中完全分离出来，但是沸石5A分子筛的吸附能力有限，并且只能将直链烷烃与支链烷烃进行分离，无法将一支链与二支链烷烃进行彻底的分离。因此，开发出能够将双支链与一支链分离出来的吸附材料，应用于C6烷烃异构体的分离具有重要的意义。

然而，C₆H₁₄分子异构体的动力学直径nHEX3MP22DMB十分相近，因此，设计合成从三组分C6中一步筛分22DMB并且将3MP与nHEX分离的吸附剂材料也是极具挑战的。目前，大多数报道的材料仅能实现单一的nHEX与3MP或22DMB的分离，不能进一步将3MP与22DMB分离，或者将nHEX或3MP与22DMB进行分离，不能进一步分离nHEX与3MP。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于从C6烃类中获得高辛烷值组分的吸附剂及制备方法。

本发明具体是通过如下技术方案来实现的。

本发明提供了一种用于从C6烃类中获得高辛烷值组分的吸附剂，化学式为HX_n-M-L₁，其中M为二价过渡金属阳离子，L₁为四齿吡啶基配体及其衍生物，HX_n为无机阴离子。