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

(61) Дополнительное к авт, саид-ву(22) Заявлено 29, 04. 81 (21)3284017/23-261) М. КП.З Н 01 В 33/28 В 01 д 20/16 с присоединением заявки МоГосударственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Заявител НИЛОЛА; СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АДНОРБЕНТА ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ П ИЗ СМЕСИ АРОМАТИЧЕНКИХ На-УГЛЕВОДОРОДО спо" я не- отиоии трия есс, нечениялола 30 Изобретение относится к получению адсорбентов, а именно цеолитных адсорбентов для выделения иэ смеси ароматических Н 8-углеводородов п-ксилола, который является ценным продуктом для химической промюаленностк, главным образом для производства синтетических волокон.Известен способ получения адсор" бента для выделения и-ксилола из смеси ароматических НВ-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 известнымсобом адсорбент характеризуетдостаточной селективностью пошению к и-ксилолу при разделесмеси и-ксилол-этилбензол. Кротого, обработка гидроксидом нуслсжняет технологический прозаметно не улучшая качество кйого продукта.Известен также способ получадсорбента дЛя выделения П-кс из смеси ароматических Н 8-изомеровпутем обработки частиц цеот.ита тинафожазита растворами солей К и Ва пркиспользовании многоступенчатого способа обработки, когда кх сначалаобрабатывают раствором одних катио,нов, потом - других Р)Однако введение ионов К в составадсорбента ухудшает его селектив"ность по отношению к д-ксклолу приразделении смеси п-ксилол"зтклбензолНаиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ получения адсорбента для вццеления П"ксилола из смеси ароматических Не-углеводородов, заключающийся в следующем Цеолит НаХ формуют со связующим, высушивают, прокалывают, затем обрабатывают 0,5-10-ньак раствором НаОН при 10-120 оН. Последующую обработку проводят при 10-120 фН раствором хло рида бария с концентрацией 2-4 вес.Ф при расходе раствора 4712 г на 453,6 г адсорбента. Время обработки 0,5-5 ч, Обработанный цеолит промывают водой и высушивают.-13).:.Основные показатели получаемого адсорбента приведены в табл. 1,988766 Т а б л и ц а 1 Адсорбент Наличие стадии катионобмена на атрий Соде ржание, вес.Ъ ОГКО Ширин пика, ед.с,Ва,23 2,70 2,13 9 7 20,3 241 В 551 2,90 2,24 8,7 ,78 3,12 2,34 9,4 ю 20 2189 Зе 34 12 ю Ла 2 2 2 2,5 2,09 10,е се 30 Как видно иэ табл. 1, полученныеадсорбенты имеют невысокие показатели селективности, что можно объяснить или неполным замещением в цеоли-.те катионов натрия на катионы бариянли разрушением кристаллической струк-туры цеолита в процессе обработки,солью бария,Цель изобретения - повышение Йлективности и термостойкости адсорбента,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу получения адсорбента для выделения и-ксилола изсмеси ароматических С 8-углеводородов путем формования порошкообразного фожазита со связующим, сушки,прокалки и обработки солью бария,обработку ведут в две стадии, причем 35первую - в статических условиях 0,10,3 н. раствором, вторую - в динамических условиях при температуре 8595 фС 0,05-0,15 н. раствором.Оптимально первую стадию вести 40при 15-250 С 1-4 ч и расходе соли ба"рия 0,7-0,8 эквивалента в расчетена содержание натрия в адсорбенте, авторую - при 85-95 С с 2-5-кратнымчередованием прокачки 20-25 л раствора соли бария с концентрацией 0,050,15 н. на 1 кг адсорбента и промывки 5-6 л воды на 1 кг адсорбента.Условия обработки адсорбента солями,бария на первой стадии (расход катионовбария ниже стеяиометрического и кратковременный контакт адеорбента срастворам соли при низкой температуре) предотвращает разрушение кристаллической структуры цеолита и обеспечивает ночти полное использованиесоли бария в реакции катионного обмена 20 а+ ь Ва+, ионный обмен ведется до остаточного содержания окисинатрия в адсорбеите не более 10.На второй стадии обработки созда- Щются благоприятные условия для диффузии катионов натрия иэ малых полостей в большие и протекания обменной,реакции,2 Иаф -ъВа в больших полостяхцеолита и, как следствие, проведение 65 глубокого обмена без разрушениякрис 7 аллической структуры цеолита.Осуществление способа при условиях ниже нижних пределов параметровне дает возможности получить глубо"кий обмен катионов натрия на катионыбария, т.е. получается адсорбент ссодержанием Ба О больше 2 вес,Ф, чтоотрицательно сказывается на селективности и термостабильности цеолита.Осуществление способа.при условиях выше высших пределов параметровприводит к разрушению кристаллической структуры, цеолита, что также ведет к снижению его эксплуатационныхкачеств.Способ осуществляется следующимобразом.Порошкообразный цеолит типа фожазита (НаХ или Вау) формуют со связующей добавкой (каолинитовой или бентоиитовой глиной, кремнеземом, глиноземом, цементом), сформованный;цеолит сушат и прокаливают. (Возможна,но не обязательна последующая обработка цеолита раствором гидроксиданатрия) . Затем в две стадии проводятобработку раствором соли бария, Напервой стадии обработку проводят встатических условиях при умереннойтемпературе 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, кото 1 ие проводятпутем прокачивания раствора и водычерез адсорбент. Вторую стадию осуществляют при 85-95 С и концентрациираствора бария 0,005-0,15 н,П р и м е р 1.,300 г порошкообразного цеолита НаХ смешивают с 46 г бентонитовой глины и формуют в зерна сферической форвы,размером 0,4"0,8 мм,которые сушат при 150 С и прокалифвают при 6500 С. Затем адсорбент обрабатывают в колбе с мешалкой 3100 мл0,3 н . раствора хлорида бария при15 С 1 ч, Обработанный ацсорбент,загружают в колонку, через которуюпрокачивают при 85 РС 1650 мл 0,05 н,988766 Та блица 2Тс,отн.Ф10098 Пример Ф,Ю Селективность1 1 1 чч уэ. ф( пм ф( про Бп ВаО Иа 90 43 0 3,0 3,8 2,8 2,5 3,0 2,7 100 32,2 1,0 2 99 30,8 1,5 41,0 99 42,0 2,7 3,4 2,5 1,3 100 31,0 98 31,8 100 Ф42,0 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.П р и м ер 2. Адсорбент, полученный также, как в примере 1, обраба тывают в колбе с мешалкой 10600 мл 0,1 н. раствора хлорида бария прМ 25 фС 4 ч. Обработанный адсорбент загружают в колонку, через которую прокачивают при 95 фС 550 мл 0,15 н. 10 раствора хлорида бария, после чего пропускают 1750 мл воды, Операции прокачки раствора хлорида бария и воды осуществляют по два раза.П р и м е р 3. 300 г порошкообразного цеолита смешивают с 58 г каолинитовой глины и формуют в зерна сферической. формы, размером 0,4- 0,8 мм, которые сушат при 150 фС и прокаливают при 650 С. Затем адсор-;щ бент. обрабатывают в колбе с мешалкой 2100 мл 0,2 н. раствора хлорида ба" рия при 20 фС 2 ч. Обработанный ад" сорбент загружают в колонку, через которую прокачивают при 90 ОС 825 мл 0,1 н. раствора хлоркда бария, после чего пропускают 1750 мл воды. Операции прокачки раствора хлорида бария и воды осуществляют по три раза.П р и м е р 4. Адсорбент, полученный также, как в примере 3, обрабатывают в колбе с мешалкой.3500 мл 0,3 н . раствора хлорида бария при 15 С 3 ч. Обработанный адсорбент эа" гружают в колонку и прокачивают при 85 фС 550 мл 0,05 н, раствора.хлорида бария, после чего пропускают 1750 мЛ Как видно из табл. 2, все адсорбенты, полученные предлагаемым способом, имеют высокую селективность по отношению к М-ксилолу при разделении его смесей с изомерами.66Формула изобретения Способ получения адсорбента длявыделения и-ксилола кз смеси аромати-ческих Сз-углеводородов путем формо 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/этилбенэол (Ып в-ксилол/Ь-ксилол Ц ;,и-ксклол/О-ксилол (сВцр). а индексом емкости по П-ксклолу (Бп), определяют при разделении смеи аро маткческих С 8-углеводородов состава, вес.Ъ:р-ксилол 25,0 м -ксилол 25,0 0-ксилол 25,0; зтилбензол 25,0 прй следующих условияхс Адсорбцкя. Скорость подачи сырья100 мл/ч, давление атмосферное, температура 180 фС соотиащениеадсорбент:= 10 л/100 л, высота слоя адсорбен"та 3 м.Десорбция. Давление атмосферное,температура 180 С, десорбент - ароматический углеводород с температурой кипения вьдае температуры кипения П-ксилола.Термостабильность характеризуетсяотношением индекса емкости исходногок прокаленного при 400 С 6-8 ч адсорбента (Тс) .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 й с,я тем, что, с целью повыше" ния селективности и термостойкости адсорбента обработку солью бария ведут в.две стадии: первую в статических условиях 0,1-0,3 н, раствором, вторую - в динамических условиях прк температуре 85-95 фС 0,05-0,15 М, раствором.988766. Составитель Т. БеренштейнРедактор Т. Митрович Техред Л,Пекарь Корректор О, Билак Тираж 469 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 10977/29 филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4 Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент СССР 9 674666,кл. С 07 С 7/12, 1979.