[發(fā)明專利]具有改進(jìn)的傳質(zhì)性能的無粘合劑的吸附劑及其在對二甲苯吸附分離中的用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980136297.1
• 申請日: 2009-06-03
• 公開（公告）號: CN102159674A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: L·S·成;J·E·赫斯特
• 申請（專利權(quán)）人: 環(huán)球油品公司
• 主分類號: C10G25/03
• 分類號: C10G25/03;C01B39/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 林柏楠;劉金輝

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及從包含至少一種其它C₈烷基芳族烴的混合物(例如鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯和乙苯的混合物)中吸附分離對二甲苯的吸附劑和方法。特別地，包含小晶粒尺寸沸石X的無粘合劑的吸附劑改進(jìn)了容量和傳質(zhì)性能，這有益于吸附分離過程。

相關(guān)背景的描述

C₈烷基芳族烴通常被認(rèn)為是有價值的產(chǎn)品，其中對對二甲苯具有高要求。特別地，對二甲苯的氧化用于工業(yè)合成對苯二甲酸，聚酯織物生產(chǎn)中的一種原料。主要的對二甲苯來源包括產(chǎn)生于原油精煉的混合二甲苯料流。這種料流的實例為產(chǎn)生于工業(yè)二甲苯異構(gòu)化方法或通過液液萃取和分餾而由催化重整產(chǎn)品產(chǎn)生的C₈烷基芳族烴餾分分離的那些?？赏ㄟ^結(jié)晶和/或吸附分離將對二甲苯從含對二甲苯的進(jìn)料流中分離，所述進(jìn)料流通常含有所有三種二甲苯異構(gòu)體的混合物。后一種技術(shù)贏得用于生產(chǎn)對二甲苯的新造裝置的主要市場份額。

因此，大量專利涉及將對二甲苯從包含C₈烷基芳族烴混合物的進(jìn)料流中吸附分離。沸石X和Y已用于選擇性吸附對二甲苯。例如見US3,686,342、US?3,903,187、US?4,313,015、US?4,899,017、US?5,171,922、US5,177,295、US?5,495,061和US?5,948,950。US?4,940,830描述了使用鈉沸石Y或還與IB族或VII族元素離子交換的鈉沸石Y將對二甲苯與其他二甲苯異構(gòu)體和乙苯排斥分離。使用吸附分離從二甲苯的混合物中回收對二甲苯的氣相方法描述于WO?2008/033200中，其中吸附劑包含平均晶體尺寸為0.5-20微米的結(jié)晶分子篩。

本領(lǐng)域仍需要改進(jìn)的吸附劑和從相對不純的C₈烷基芳族烴混合物中有效分離對二甲苯的方法。

發(fā)明概述

本發(fā)明涉及相對于存在于混合物中的至少一種其他C₈烷基芳族烴選擇性吸附對二甲苯的吸附劑。由于反應(yīng)平衡/選擇性，以及蒸發(fā)(蒸餾)分離的實際限制，由煉油方法得到的典型混合物含有改變量的其他二甲苯異構(gòu)體、鄰二甲苯和間二甲苯(除對二甲苯外)，通常還含有乙苯。這種混合物將通常構(gòu)成用于與本發(fā)明相關(guān)的方法中的進(jìn)料流。

因此，本發(fā)明的實施方案涉及從一種或多種C₈烷基芳族烴(除了所需對二甲苯外)的相對不純混合物中分離對二甲苯的方法。在吸附條件下使混合物與包含沸石X的吸附劑接觸。本發(fā)明的方面涉及“小晶粒尺寸沸石X”(即平均晶粒尺寸小于1.8微米、通常為500納米至1.5微米的沸石X)的用途，當(dāng)將其引入用于吸附分離對二甲苯的吸附劑中時，其可提供高度有利的性能特征。特別地，(i)在吸附過程中對二甲苯進(jìn)入沸石孔中的傳質(zhì)速率和(ii)在解吸過程中解吸劑進(jìn)入沸石孔以置換吸附的對二甲苯的傳質(zhì)速率相對于根據(jù)常規(guī)方法合成的沸石X(且通常具有的平均晶粒尺寸為1.8微米或更大)顯著更大。

因此，如本文中所述的吸附劑由小晶粒尺寸沸石X制得，或者包含小晶粒尺寸沸石X，使得吸附劑的至少一部分為具有如上所述的平均晶粒尺寸的沸石X。吸附劑的傳質(zhì)性能通過包含小晶粒尺寸沸石X得以改進(jìn)，通常使得小晶粒尺寸沸石X在吸附劑中的存在量為至少60重量％，經(jīng)常為70-90重量％。傳質(zhì)速率的提高在低溫操作(例如小于175℃(350°F))的情況下是特別有利的，此時與具有常規(guī)平均沸石X晶粒尺寸的含沸石X吸附劑相關(guān)的傳質(zhì)限制更具有商業(yè)意義。很多原因?qū)е孪Ｍ蜏夭僮鳎@些原因包括增加的對二甲苯吸附選擇性和吸附容量以及增加的液體進(jìn)料密度，所有這些原因旨在改進(jìn)對二甲苯的生產(chǎn)能力。然而在用于從鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯和乙苯的進(jìn)料混合物中吸附分離對二甲苯的連續(xù)工業(yè)過程中經(jīng)常使用的模擬移動床操作模式中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這些與較低操作溫度相關(guān)的優(yōu)勢由于影響對二甲苯吸附/解吸速率的傳質(zhì)限制而隨著循環(huán)時間的減少而減少。具有改進(jìn)的傳質(zhì)性能的吸附劑因此可利用如上所述在與較低溫度操作相關(guān)的對二甲苯的容量和選擇性方面的改進(jìn)。這使得有可能增加對二甲苯的生產(chǎn)能力和因而改進(jìn)方法的經(jīng)濟(jì)性。