用于分离烃异构体的沸石型吸附剂的制作方法

物理化学装置的制造及其应用技术1.本发明关于呈包含八面沸石的附聚物形式的沸石型吸附剂的领域，该沸石型吸附剂用于分离芳族烃的气态或液态混合物，更特别地，关于用于分离二甲苯的工艺，特别是具有改进的生产率的分离对二甲苯的工艺。2.本发明进一步关于具有改进的生产率的分离异构体的气态或液态混合物的工艺，更特别地关于具有改进的生产率的分离二甲苯的异构体以从含有具有8个碳原子的异构体的芳族烃进料生产高纯度对二甲苯的工艺。背景技术：3.由x或y型八面沸石(fau)构成的沸石型吸附剂用于选择性吸附芳族烃混合物中的对二甲苯的用途是现有技术中众所周知的，该沸石型吸附剂除钠阳离子之外，也包含单独或呈混合物形式的钡、钾或锶离子。4.专利us3558730、us3558732、us3626020及us3663638显示包含含钠和钡的铝硅酸盐(us3960774)或含钠、钡和钾的硅铝酸盐的沸石型吸附剂有效分离存在于c8芳族馏分(包含具有8个碳原子的芳族烃的馏分)中的对二甲苯。5.专利us3878127中描述的吸附剂在液相工艺中用作吸附剂，优选地类似于专利us2985589中描述的那些的工艺模拟逆流型(simulated counter-current type)工艺的吸附剂，其尤其适用于c8芳族馏分。6.本发明的目的在于改善用于制备对二甲苯的现有工艺，特别是液相工艺，优选地用于从c8芳族进料分离二甲苯的异构体的模拟逆流型工艺的生产率。令人惊讶地观察到此生产率可通过明智地选择在此类型工艺中使用的沸石型吸附剂附聚物的特性获得改善。7.模拟移动床(simulated moving bed)中的分离在本文中应以其广义来解释，即，其可关于模拟逆流移动床或模拟并流移动床，或者其可涉及所谓“varicol”工艺。由ludemann-hombourger(o.ludemann-hombourger,r.nicoud,2000)提出并且后来由novasep开发的varicol工艺允许入口和出口管线的非同步位移(non-synchronized shifting)(bailly等人，2004)。在循环中，四个区的长度可通过限制进行分离所需的床数而调整。8.该系列工艺的共同特性是将沸石型吸附剂附聚物(或更简单地“固体吸附剂”)置于固定床中，与该固体吸附剂接触的液体物流藉由“开-关”阀的组处理，或藉由被称为“旋转阀”的单复合阀(single complex valve)处理。9.当在这些工艺中用作吸附剂的固体吸附剂的活性要素是沸石时，以晶体形式获得的沸石优选地在工业规模上以附聚物的形式使用。这些以层迭物、珠粒或挤出物形式附聚的沸石型吸附剂一般由沸石晶体及粘合剂构成，该沸石晶体形成吸附作用的活性要素，该粘合剂旨在确保晶体以附聚物形式凝聚。该粘合剂也赋予附聚物足够的机械强度以承受其在操作单元中使用时所遭受的机械应力。这些机械应力是形成“细粉”的原因，这些细粉导致整个工艺的操作期间性能下降。10.在模拟移动床(smb)中分离二甲苯的工艺已经历许多技术改良，特别是在液体分布器板方面，但是在固体吸附剂的内在特性方面进展相对较小。11.对于二甲苯的分离具有改进的转移性质的用于分离二甲苯的吸附剂例如在国际申请案wo2008009845中有描述，该申请案描述具有尺寸小于1.7μm的小晶体的沸石x吸附剂，该沸石x吸附剂具有使得1.15《si/al≤1.5的si/al原子比，与钡交换，并且在国际申请案wo2014090771中任选地与钾交换，该申请案wo2014090771描述具有特别是对于从c8芳族馏分分离对二甲苯而言优化的性质的附聚的沸石型吸附剂。这些吸附剂显现出对于对二甲苯选择性及传质的最大性质，同时具有与优化的吸附容量相关的最大机械强度。12.国际申请案wo2018002174提出了呈附聚物形式的沸石型吸附剂，该沸石型吸附剂具有对于如下而言的优化性质：分离异构体的气态或液态混合物，更特别地分离气相或液相中的二甲苯，特别地从c8芳族烃馏分中分离对二甲苯。本发明的沸石型吸附剂特别显示出对二甲苯选择性及传质的最大性质，同时具有改进的强度以及高吸附容量/吸附剂体积，并且特别适用于液相中对二甲苯的分离工艺，优选地模拟逆流型工艺。13.特别地，该申请案教导，大孔隙率和/或中孔隙率的强烈增加是不期望的，因而颗粒孔隙率的强烈增加是不期望的，因为该孔隙率不参与吸附容量。扩散性质和吸附容量的优化是通过特意选择孔隙率和弯曲因子(tortuosity factor)而获得的。14.专利申请案us2009/0326308描述如下的分离工艺：所述工艺使用具有低粘合剂含量并且含有纳米尺寸(典型地小于500nm的平均尺寸)的x型八面晶体的吸附剂。15.在经由在模拟移动床中的吸附分离二甲苯的工艺中，使沸石型吸附剂与液体进料物流(进料混合物)接触，该进料物流最常包含c8烃的混合物，并且一般且最常包含二甲苯异构体的混合物，更特别地包含邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、和乙苯的混合物。16.通过使用如下的沸石型吸附剂，沸石型吸附剂对二甲苯相对于进料物流中所有其它烃化合物优先地吸附于沸石的微孔中：所述沸石型吸附剂具有八面沸石结构、具有在1.0和1.5的间的si/al比(沸石lsx、msx、x)，与钡交换或多数与钡且少数与钾交换。与形成进料物流的初始混合物相比，沸石微孔中的吸附相变得富含对二甲苯。相反地，液相以大于作为形成进料物流的初始混合物特征的相对比例的相对比例变得富集诸如邻二甲苯、间二甲苯、和乙苯的化合物。17.液相从与吸附剂的接触中采出，从而形成萃余物流。富集了对二甲苯的吸附相在解吸剂流的作用下解吸，并且从与吸附剂的接触中采出，从而形成萃取物物流。18.在经由模拟移动床中的吸附分离二甲苯的工艺中，固体沸石型吸附剂通过一或两个多级塔以与液体物流接触。多级塔是由沿着基本上竖直的轴排列的多个板构成的塔，各板均支撑颗粒状固体的床，并且不同的连续床接收该塔中使用的液体系列的通流(throughflow)。在两个连续床之间存在对各颗粒状固体的床进料的液体分配装置。19.一般而言，模拟移动床中的塔的操作可描述如下：20.塔包含至少四个区，并且任选地包含五个或六个区，这些区的每一个均由一定数量的连续床构成，并且各区均由其在入口管线和出口管线之间的位置定义。典型地，使用至少一种待分馏的进料f(由具有8个碳原子的异构体构成的芳族烃的进料混合物)和有时称为洗脱液的解吸剂d(一般为对二乙苯或甲苯)对用于生产对二甲苯的模拟逆流单元(scc)进料，并且从所述单元中采出至少一种萃余物r(含有选择性吸附及脱附性最低的进料产物)以及萃取液e(含有吸附及脱附性最高的进料产物)。21.如例如专利us7208651中所描述，可增加其它入口和出口管线以冲洗分配回路。由于增加这些额外的冲洗流不以任何方式改变scc单元的操作原理，因此为了简洁起见，在本发明的工艺描述中，我们将不包括这些额外的入口和出口管线。22.入口和出口管线随时间变化，在相同方向上以对应于一个床的数值位移。如专利us6136198中所教导的，不同入口或出口管线的位移可同时或不同时。根据此第二操作模式的工艺称为varicol。23.常规上，以模拟逆流(scc)操作的塔中定义了4个不同的色谱区。[0024]-区1：进料中吸附最多的产物的解吸区，位于解吸剂d的注入与萃取物e的采出之间。[0025]-区2：进料中选择性吸附最少的产物的解吸区，位于萃取物e的采出与待分馏的进料f的注入之间。[0026]-区3：进料中吸附最多的产物的吸附区，位于进料的注入与萃余物r的采出之间。[0027]-区4：位于萃余物r的采出与解吸剂d的注入之间的区。[0028]为了提高分离工艺的生产率，现有技术教导，一种方式是改进到沸石型吸附剂附聚物中的整体传递，特别是通过减小晶体的尺寸和/或所述附聚的平均尺寸。[0029]公开了用于药物分离的工艺的现有技术文献(gomes等人,(2006),adsorption,vol.12,p.375sqq.)描述使用具有范围为几十微米直至100μm的尺寸的附聚物的液相色谱分离工艺。[0030]在这些使用非常小尺寸的吸附剂的工艺中，压降δp非常高。对于二甲苯分离工艺，这样水平的压降δp并不常见。然而令人惊讶地观察到压降δp不是尺寸标准。其对吸附器壁的厚度和操作单元的功率特别有影响。[0031]沸石型吸附剂附聚物的另外的特性是所述附聚物的水合速率。通过对进料和/或解吸剂流添加水而确保沸石的水合作用维持在期望的值，例如当沸石x、msx或lsx用于藉由模拟移动床中的吸附进行的二甲苯分离工艺中时，沸石x、msx或lsx的烧失量(loss on ignition)为4％至7.7％。当吸附剂含有沸石x、msx或lsx时，为这样的烧失量水平而添加的水量使得烃流出物(萃取物或萃余物流)中水的重量含量最常为在0ppm和150ppm之间、更常在40ppm和150ppm之间。[0032]然而，一般总有必要增加工艺的生产率。[0033]因此，本发明的第一目的在于提出具有优化性质的呈附聚物形式的沸石型吸附剂，该沸石型吸附剂用于分离异构体的气态或液态混合物，更特别地用于分离气相或液相中的二甲苯，特别是用于从c8芳族烃馏分中分离对二甲苯。本发明的沸石型吸附剂附聚物特别展现出对二甲苯选择性和传质的最大性质，同时具有高机械强度和吸附容量，并且特别适用于对二甲苯的液相分离工艺，优选地模拟逆流型工艺。[0034]为此目的，本发明提出附聚的吸附剂，优选地si/a原子比在1.00和1.50之间的八面沸石，其颗粒孔隙率有利地在25％和45％之间，从而允许以改进的生产率生产高纯度对二甲苯，同时避免性能随时间下降。更具体地，本发明关于附聚的沸石型吸附剂，其包含至少一种si/al原子比包括端点在1.00和1.50之间的八面沸石(fau-x)并优选地包含钡及任选地钾，其中首先该颗粒孔隙率在25％和45％之间，优选地在30％和45％之间，更优选地在32％和45％之间，进一步优选地在35％和45％之间，特别有利地在36％和45％之间，包括端点，其次是所述附聚物中晶体尺寸分布的标准偏差σ小于0.30μm，优选地在0.05μm和0.30μm之间，更优选地在0.05μm和0.28μm之间，进一步优选地在0.1μm和0.28μm之间，最优选地在0.1μm和0.25μm之间，包括端点。技术实现要素：[0035]因此，在第一方面中，本发明关于附聚的沸石型吸附剂，其包含至少一种si/al原子比包括端点在1.00和1.50之间的八面沸石(fau-x)并包含钡及任选地钾，其特征在于首先所述吸收剂的颗粒孔隙率在25％和45％之间，优选地在30％和45％之间，更优选地在32％和45％之间，进一步优选地在35％和45％之间，特别有利地在36％和45％之间，包括端点，其次是所述附聚物中晶体尺寸分布的标准偏差σ小于0.30μm，优选地在0.05μm和0.30μm之间，更优选地在0.05μm和0.28μm之间，进一步优选地在0.1μm和0.28μm之间，最优选地在0.1μm和0.25μm之间，包括端点。[0036]在一实施方式中，本发明的附聚的沸石型吸附剂包含数量加权平均直径(number-weighted mean diameter)如下的沸石晶体：小于1200nm，优选地在100nm和1200nm之间，更优选地在400nm和1200nm之间，进一步优选地在500nm和1200nm之间，又进一步优选地在550nm和1200nm之间，最有利地在600nm和1200nm之间，包括端点。[0037]在另一实施方式中，本发明的附聚的沸石型吸附剂呈平均直径如下的珠粒形式：在100μm和1000μm之间，优选地在100μm和600μm之间，更优选地在200μm和550μm之间，包括端点。[0038]在一优选实施方式中，本发明的附聚的沸石型吸附剂的所述至少一种fau-x沸石具有如下的si/al原子比：在1.05和1.50之间，优选地在1.05和1.40之间，包括端点，更优选地在1.10和1.40之间，包括端点。[0039]在本发明的另一优选实施方式中，在本发明的附聚的沸石型吸附剂中，通过x射线衍射法并未检测到除了八面沸石结构以外的其它沸石结构，优选地并未检测到除了八面沸石x结构以外的其它沸石结构。[0040]此外，优选地，fau沸石的重量分数、并且优选地fau-x沸石的重量分数高于或等于80％，相对于本发明的附聚的沸石型吸附剂总重量计。[0041]本发明的附聚的沸石型吸附剂包含一种或多种碱金属或碱土金属离子，优选地选自钠、钡及钾。[0042]在一优选实施方式中，本发明的附聚的沸石型吸附剂中钡的含量，以氧化钡(bao)表示，为高于10重量％、优选地高于15重量％、进一步优选地高于20重量％、又进一步优选地高于23重量％、甚至是高于33重量％，相对于该吸附剂的总重量计，且有利地所述钡含量为在23重量％和42重量％之间、并且典型地在30重量％和40重量％之间，包括端点，相对于该吸附剂的总重量计。[0043]在另一优选实施方式中，本发明的附聚的沸石型吸附剂中钾的含量，以氧化钾(k2o)表示，为低于25重量％，优选地在0和20重量％之间，更优选地在0和15重量％之间，包括端点，相对于该吸附剂的总重量计。[0044]在本发明的一实施方式中，本发明的附聚的沸石型吸附剂的烧失量根据标准nf en 196-2在900℃下测得为小于或等于7.7％，优选地在0和7.7％之间，更优选地在3.0％和7.7％之间，进一步优选地在3.5％和6.5％之间，并且有利地在4.5％和6％之间，包括端点。[0045]在另一方面中，本发明关于如方才所述的附聚的沸石型吸附剂在如下工艺中的用途：[0046]-分离c8芳族异构体馏分，特别是二甲苯，更特别是对二甲苯；[0047]-分离经取代的甲苯的异构体，如硝基甲苯、二乙基甲苯、甲苯二胺，等等；[0048]-分离甲苯酚；[0049]-分离多羟基醇。[0050]最后，在另一方面中，本发明关于一种用于将对二甲苯从具有8个碳原子的芳族异构体馏分分离的工艺，其使用如先前定义且更具体地在本文其余部分中的附聚的沸石型吸附剂作为对二甲苯吸附剂。[0051]根据本发明，该用于将对二甲苯从具有8个碳原子的芳族烃异构体馏分分离的工艺在解吸剂的存在下在气相或液相中、优选地在液相中经由对二甲苯的吸附进行，所述解吸剂优选地选自甲苯及对二乙苯。[0052]在一优选实施方式中，根据本发明的分离对二甲苯的工艺是模拟移动床型的工艺，更优选地为模拟逆流型的工艺。具体实施方式[0053]本发明的沸石型吸附剂优选地包含大孔、中孔及微孔。“大孔”意指具有大于50nm、优选地在50nm和400nm之间的开口的孔。“中孔”意指具有(不包括端点)在2nm和50nm之间的开口的孔。“微孔”意指具有小于2nm的开口的孔。[0054]如先前所指示，本发明的吸附剂呈具有如下颗粒孔隙率的吸附剂的形式：在25％和45％之间，优选地在30％和45％之间，更优选地在32％和45％之间，进一步优选地在35％和45％之间、特别有利的是在36％和45％之间，包括端点。另外，所述吸附剂中晶体尺寸分布的标准偏差σ为小于0.30μm，优选地在0.05μm和0.30μm之间，更优选地在0.05μm和0.28μm之间，进一步优选地在0.10μm和0.28μm之间，并且最优选地在0.10μm和0.25μm之间，包括端点。[0055]发明人已意料之外地发现，当沸石型吸附剂中晶体尺寸分布的标准偏差σ大于0.30μm时，在对二甲苯分离工艺中，特别是在模拟逆流移动床中进行的液相分离工艺中观察到生产率的急剧下降。[0056]另外意料之外地观察到，在沸石型吸附剂附聚物中晶体尺寸分布的标准偏差σ的值小于0.30μm的情况下，此生产率值达到最大值。此标准偏差σ值似乎对应于优化的颗粒孔隙率。还以完全意料之外的方式观察到，在沸石型吸附剂附聚物中颗粒孔隙率与晶体尺寸分布的标准偏差σ成反比。因此，标准偏差σ减小得越多，颗粒孔隙率提高得越多。然而，过高的颗粒孔隙率导致完全不期望的效应，例如吸附容量损失，机械强度损失，等等。[0057]结果是，通过本发明，期望最大生产率的本领域技术人员将寻得在沸石型吸附剂附聚物中颗粒孔隙率和晶体尺寸分布的标准偏差σ之间的折中。因此，通过本发明的附聚的吸附剂，可获得二甲苯分离工艺中的最大生产率。[0058]有利地，该附聚的沸石型吸附剂呈具有如下平均直径的珠粒的形式：在100μm和1000μm之间，优选地在100μm和600μm之间，更优选地在200μm和550μm之间，包括端点。[0059]优选地，本发明的八面沸石沸石型吸附剂包含钡和任选地钾。[0060]在本发明的另一实施方式中，沸石型吸附剂具有如下的钡含量：按重量计高于10％，优选地高于15％，更优选地高于20％，进一步优选地高于23％，甚至高于33％，以氧化钡(bao)表示，相对于吸附剂的总重量计。有利地，钡含量为按重量计在23％和42％之间，并且典型地在30重量％和40重量％之间，包括端点，相对于吸附剂的总重量计。[0061]在本发明的另一实施方式中，沸石型吸附剂可具有如下的以氧化钾k2o表示的钾含量：按重量计低于25％，优选地在0和20％之间，更优选地在0和15％之间，包括端点，相对于吸附剂的总重量计。[0062]在本发明的另一实施方式中，以除氧化钡bao及氧化钾k2o以外的碱金属或碱土金属离子的氧化物表示的除钡和钾以外的碱金属或碱土金属离子的总含量在0和5重量％之间，包括端点，相对于吸附剂的总重量计。[0063]优选地，本发明的沸石型吸附剂是含有fau沸石的吸附剂，fau沸石一般称为x型沸石。“沸石x”意指具有如下si/al原子比的沸石：在1.00和1.50之间，优选地在1.00和1.40之间，包括端点。[0064]在沸石x中，现今一般知道公认有两个亚群，称为沸石lsx和沸石msx。沸石lsx具有约1(即1.00±0.05)的si/al原子比，，并且沸石msx具有在约1.05和约1.15之间的si/al原子比，排除端点。[0065]在本发明的一优选实施方式中，沸石x具有(包括端点)在1.15和1.50之间的si/al原子比。在另一优选实施方式中，沸石x是lsx型沸石，具有约1(即1.00±0.05)的si/al原子比。还可设想，吸附剂含有诸如刚才定义的两种或更多种类型的沸石x的混合物。[0066]在一优选实施方式中，在本发明的沸石型吸附剂附聚物中包括的所述至少一种fau沸石具有如下的si/al原子比：在1.00和1.50之间，包括端点；优选地在1.05至1.40之间，更优选地在1.10至1.40之间。优选地，所述至少一种fau沸石是沸石x。[0067]在另一优选实施方式中，本发明的沸石型吸附剂附聚物中，通过x射线衍射(以缩写xrd而为技术人员所知)检测到没有除fau结构以外的任何沸石结构，优选地没有除八面沸石x结构以外的任何沸石结构。[0068]在另一优选实施方式中，fau沸石的重量分数(优选地，所述fau沸石为沸石x)为高于或等于80％，相对于本发明吸附剂的总重量计，最高达100％的剩余部分优选地由非沸石相构成。[0069]本发明的沸石型吸附剂附聚物可含有非沸石相(nzp)，即基本上对吸附呈惰性的非结晶相。本发明的吸附剂的结晶度含量(crystallinity content)(沸石的重量分数)可通过以缩写xrd而为技术人员所知的x射线衍射分析来测量。[0070]优选地，本发明的沸石型吸附剂附聚物呈附聚物的形式，即其由至少一种fau沸石(诸如此前所定义的fau沸石)的结晶要素(或晶体)构成，优选地，所述结晶要素(或更简单地“晶体”)具有如下的数量加权平均直径：小于1200nm，优选地在100nm和1200nm之间，更优选地在400nm和1200nm之间，进一步优选地在500nm和1200nm之间，又进一步优选地在550nm和1200nm之间，最有利地在600nm和1200nm之间，包括端点。[0071]实施方式[0072]本发明的沸石型吸附剂附聚物可通过如下方式制备：适用本领域技术人员已知的操作模式，如先前引用的文献wo2014090771、wo2018002174、us2009/0326308中所述，并且选择和调整合成参数，以允许获得的附聚物具有所需的颗粒孔隙率和标准偏差σ的数值。[0073]用于合成本发明的沸石型吸附剂附聚物的工艺可例如包含至少以下步骤：[0074]a)使以下附聚：至少一种fau-x型沸石的晶体，与包含至少80％的粘土或可沸石化的粘土的混合物的粘合剂，任选地与至多5％的添加剂，以及与允许形成附聚物材料的量的水；在在50℃和150℃之间的温度下干燥所述附聚物；将经干燥的附聚物在高于150℃、典型地在180℃和800℃之间、优选地在200℃和650℃之间的温度下在氧化性和/或惰性吹扫气体下煅烧，特别地使用诸如氧气、氮气、空气、干燥和/或经脱碳酸的空气、任选地干燥和/或经脱碳酸的贫氧空气；[0075]b)通过使步骤a)中获得的附聚物与碱性基础溶液(alkaline base solution)接触，使全部或部分粘合剂沸石化；[0076]c)通过与钡离子和/或钾离子的溶液接触进行步骤a)和/或步骤b)的附聚物的阳离子交换；[0077]d)通过与钾离子的溶液接触，对步骤c)的附聚物进行任选的额外的阳离子交换；[0078]e)在50℃和150℃之间的温度下洗涤并干燥在步骤c)或d)获得的附聚物；以及[0079]f)通过加热至一般在100℃和400℃之间、优选地在200℃和300℃之间的温度进行活化，随后收取沸石型附聚的吸附剂。[0080]能于在上述合成步骤a)使用的沸石晶体可有利地遵循可在科学文献或专利文献、以及互联网上获得的已知操作模式合成。特别地，所述沸石晶体可如文献cn1191118c或wo2014090771或us7812208b2、us2009326308及us2007224113中所描述地制备。[0081]允许对本发明的沸石型吸附剂附聚物的标准偏差σ进行控制的参数例如与在步骤a)使用的晶体类型相关，特别是与所述晶体的尺寸和标准偏差相关，也与还与以下相关：附聚用粘合剂的沸石化条件，例如温度、时间、碱性沸石化溶液的ph、及持续时间、搅动模式、剪切速率、压力，等等。[0082]更具体地，“在步骤a)使用的晶体类型”特别意指例如可通过如下方式控制的所述晶体的标准偏差：调整合成参数，并且特别地合成温度、搅动速度、剪切速率，如例如文献wo2009081022或us2009326308中所述。[0083]允许对控制本发明的沸石型吸附剂附聚物的孔隙率进行控制的合成参数也是技术人员已知的。一般而言，这些参数包含但不限于：粘合剂百分数、附聚类型(通过挤出、雾化、造粒，等等)、湿度水平、粘合剂类型、沸石化条件(温度、时间、碱性沸石化溶液的ph、持续时间、搅动模式、剪切速率、压力，等等)。[0084]在一优选实施方式中，本发明的沸石型吸附剂附聚物的合成不包含添加造孔剂(pore-forming agent)，造孔剂的存在可特别导致结晶度的劣化。[0085]还可通过如下方式来制备所述结晶要素：经由晶种和/或调整合成操作条件，诸如sio2/al2o3比率、钠含量、以及合成混合物的碱度。[0086]fau型沸石的合成一般是在钠介质(na+阳离子)中进行的。如此获得的fau沸石的结晶要素在大部分情况下甚至排它地(仅)含有钠阳离子。然而，使用在以钠形式进行的合成之间经历一次或多次阳离子交换的结晶要素仍落在本发明的范围内。[0087]在步骤a)使用的fau沸石晶体以及本发明的附聚物中的fau沸石的结晶要素的尺寸是在扫描电子显微镜(sem)下测量的。如前所述，优选地，晶体的平均直径一般为小于1200nm，优选地在100nm和1200nm之间，更优选地在400nm和1200nm之间，进一步优选地在500nm和1200nm之间，又进一步优选地在550nm和1200nm之间，最有利地在600nm和1200nm之间，包括端点。[0088]该sem观察也允许确认附聚物中的非沸石相的存在，例如包含残留粘合剂的(在沸石化步骤未转化的)非沸石相，或任何其它无定形相。[0089]在本文献中，特别对于结晶沸石要素以及沸石型吸附剂而言，使用措辞“数量加权平均直径”或“尺寸”。本说明书中稍后解释这些量级的测量方法。[0090]附聚和成形(步骤a)可使用技术人员已知的任何技术进行，诸如挤出，压缩，在盘式造粒器、转鼓造粒器上附聚，雾化，等等。[0091]所使用的附聚用粘合剂(见下文定义)和沸石的比例典型地是现有技术中的比例，即5重量份至20重量份粘合剂/95重量份至80重量份沸石。[0092]得自步骤a)的附聚物，无论其呈珠粒、挤出物还是其它形式，都一般具有如下的数量加权平均直径或长度(当其为非球形时的最长维度)：在100μm和1000μm之间，优选地在100μm和600μm之间，更优选地在200μm和550μm之间，包括端点。[0093]在步骤a)之后，例如在挤出物的情形中，最细的附聚物可通过旋风分离器和/或筛分来移除，并且/或过大的附聚物可通过筛分或破碎来移除。[0094]在步骤a)使用的附聚用粘合剂包含包含粘土或粘土的混合物，并且优选地由粘土或粘土的混合物组成。优选地，这些粘土选自：高岭土、高岭石、珍珠陶土、迪开石、埃洛石、凹凸棒石、海泡石、蒙脱石、膨润土、伊利石和偏高岭土，及其成任何比例的两种或更多种的混合物。[0095]对于沸石化步骤，在步骤a)使用的附聚用粘合剂含有以重量计至少80％，优选地至少90％，更优选地至少95％，更特别地至少96％的至少一种可沸石化的粘土，并且还可含有其它矿物粘合剂，诸如膨润土、凹凸棒土，等等。可沸石化的粘土意指能够转化成沸石型材料(最常通过碱性基础溶液的作用实现)的粘土或粘土的混合物。一般而言，所述可沸石化的粘土属于高岭土系列(例如高岭石、珍珠陶土、迪开石、埃洛石)和/或偏高岭土。[0096]在任选地于步骤a)使用的添加剂中，这些可包括沸石合成的技术人员、专家已知的任何类型的二氧化硅源，例如胶态氧化硅、硅藻土、珍珠岩、粉煤灰、砂或任何其它形式的固体氧化硅。[0097]在步骤a)，除fau沸石的结晶要素和粘合剂之外，还可使用其它添加剂，例如旨在促进附聚或改进硬化的添加剂，以及技术人员已知的其它添加剂。[0098]特别地，若附聚用粘合剂含有一或多种可沸石化的粘土，则煅烧允许将可沸石化的粘土(典型地高岭土)转化成偏高岭土，偏高岭土可随后在沸石化步骤(步骤b))中转化成沸石。其原理在d.w.breck的“zeolite molecular sieves”,john wiley and sons,new york,(1973),314-315页中阐述。[0099]附聚用粘合剂的沸石化是使用技术人员目前所熟知的任何方法进行的，并且例如可通过如下方式进行：将得自步骤a)的产物浸入碱性基础溶液中，所述碱性基础溶液一般为水溶液，例如氢氧化钠和/或氢氧化钾的水溶液。[0100]作为一般规律，碱性沸石化溶液的浓度优选地在0.5m和5m之间。优选地，沸石化是在高于环境温度的温度下、并且典型地在80℃至100℃区间内的温度下在加热之下进行的。沸石化过程(工艺)的持续时间一般在几十分钟和几小时之间，优选地在约1小时和8小时之间。[0101]优选地，并且为了在不使存在的沸石晶体的结晶度劣化的情况下确保所述粘合剂完全沸石化，优选地使吸附剂与冷氢氧化钠溶液接触，并施加逐步升温，直至80℃-100℃的温度。[0102]类似地，氢氧化钠的浓度可维持在相同浓度或者其可逐步增加，以维持初始晶体的最大结晶度并且确保可沸石化的粘合剂的最大转化。[0103]阳离子交换步骤c)和d)是根据技术人员已知的常规方法进行的，并且最常通过如下进行：在环境温度和100℃之间、优选地在80℃和100℃之间的温度下，在水溶液中使得自步骤a)的附聚物与钡和/或钾盐(诸如氯化钡(bacl2)和/或氯化钾(kcl))接触，以快速获得高钡含量(以氧化钡表示)，即按重量计优选地高于10％，更优选地高于15％，进一步优选地高于20％，又进一步优选地高于23％，甚至高于33％，相对于吸附剂的总重量计。[0104]有利地，钡含量(以氧化钡表示)为按重量计在23％和42％，典型地在30％和40％之间，包括端点，相对于吸附剂的总重量计。优选的是如下操作：使用相对于期望进行交换的沸石阳离子而言大量过量的钡离子进行操作，典型地在10至12的范围内过量，有利地通过连续交换进行。[0105]在与钡交换(步骤c)之前和/或之后，可任选地与钾交换(步骤d)。如前所述，还可在步骤a)将已经含有钡离子或钾离子或者钡离子和钾离子的fau沸石的结晶要素附聚(fau型起始沸石中含有的阳离子，典型地钠阳离子，与钡或钾离子或钡和钾在步骤a)之前预先交换，并且忽略(或不忽略)步骤c)和/或d))。[0106]在阳离子交换步骤之后，一般进行洗涤，优选地用水洗涤，之后将由此获得的附聚物干燥。[0107]干燥后进行的活化是使用技术人员已知的方法以常规方式进行的，例如一般在100℃和400℃之间、优选地在200℃和300℃之间的温度下持续根据所需的水含量和烧失量而确定的时间，典型地持续1小时至6小时。[0108]表征技术[0109]沸石晶体的颗粒尺寸测量：[0110]在步骤a)使用的fau型沸石的元素(即晶体)以及附聚物中所含的沸石x的要素(即晶体)的数量均值平均直径的估计通过在扫描电子显微镜(sem)下观察进行。[0111]为了估计样品上沸石颗粒(即晶体)的尺寸，以至少5000倍的放大率拍摄一组图像。随后使用专门的软件，例如logrami的smile view软件，对至少200个颗粒进行直径测量。精度在3％的区间内。由所述直径测量形成的直方图允许同时确定其分布的标准偏差σ。[0112]沸石型吸附剂附聚物的化学分析——si/al比率和交换率：[0113]此前所描述的步骤a)至f)之后获得的最终产物的元素化学分析可使用技术人员已知的不同分析技术实施。在这些技术中，可提及：在波长色散x射线荧光光谱仪(wdxrf)上，例如bruker的tiger s8上进行的x射线荧光化学分析，诸如标准nf en iso 12677:2011中所描述的。[0114]x射线荧光是使用原子在x射线域中的光致发光进行的用于确定样品的元素组成的非破坏性光谱技术。一般通过x射线束或电子轰击实现的原子的激发，在原子回到基态之后生成特定辐射。x射线荧光光谱的具有如下优点：其几乎不取决于元素的化学结合，这提供了定性和定量两者的精确确定。在校准之后，对于各氧化物所获得的测量不确定度常规地小于0.4重量％。[0115]这些元素化学分析允许验证附聚物中使用的沸石的si/al原子比和此前所描述的步骤a)至f)之后获得的最终产物的si/al原子比两者，以及验证在步骤c)和任选的步骤d)描述的离子交换的品质。在本发明的描述中，si/al原子比的测量不确定度为±5％。[0116]离子交换的品质与交换后仍在所述沸石附聚物中的氧化钠na2o的摩尔数有关。更具体地，钡离子的交换率是通过评估氧化钡bao的摩尔数和组(bao+na2o)的摩尔数之间的比率来估计的。类似地，钡和/或钾离子的交换率是通过评估氧化钡+氧化钾的总摩尔数(bao+k2o)和总摩尔数(bao+k2o+na2o)之间的比率估计的。应注意，不同氧化物的含量以相对于无水沸石型吸附剂的总重量的重量百分数提供。[0117]沸石型吸附剂的颗粒尺寸测量：[0118]确定在附聚和形成步骤a)之后获得的沸石型吸附剂的数量加权平均直径通过如下方式实施：根据标准iso 13322-2:2006，通过成像分析附聚物样品中的颗粒尺寸分布，使用输送器以允许样品在相机前通过。[0119]随后，通过应用标准iso 9276-2:2001，由颗粒尺寸分布计算数量加权平均直径。在本文献中，对于沸石型附聚物，使用术语“数量加权平均直径”或者“尺寸”。对于本发明之的附聚物的尺寸范围，精度在0.01mm的区间内。[0120]沸石型吸附剂的机械强度：[0121]诸如本发明中所描述的沸石型吸附剂床的抗碎强度是通过如下表征的：shell method series sms1471-74“determination of bulk crushing strength of catalysts.compression-sieve method”，与vinci technologies销售的“bcs tester”设备相关。此方法最初旨在表征3mm至6mm的催化剂，基于使用425μm筛网，以允许在破碎时将细粉(fine)分离。使用425μm的筛网仍适用于直径大于1.6mm的颗粒，但必须顺应寻求表征的附聚物的颗粒尺寸。[0122]本发明的附聚物一般呈珠粒或挤出物形式，一般具有如下的数量加权平均直径或长度(即，对于非球形附聚物的最长维度)：在0.2mm和2mm之间，并且特别地在0.2mm和0.8mm之间，优选地在0.4mm和0.65mm之间，包括端点。因此，使用100μm筛网而不是shell标准sms1471-74中提及的425μm筛网。[0123]测量方案如下：将附聚的吸附剂的20cm3样品预先用适配的筛网(100μm)筛分，并且预先在250℃(而不是shel1标准sms1471-74中提及的300℃)下烘箱干燥至少2小时，置于内部横截面已知的金属筒中。经由活塞通过5cm3不锈钢珠粒的床以增量阶段的方式对此样品施加增加的力，以使通过活塞对吸附剂附聚物施加的力的分布更佳(对于具有严格地小于1.6mm直径的球形颗粒，使用直径2mm的珠粒)。通过筛分(适用100μm筛网)分离在施加压力的不同增量阶段获得的细粉并称重。[0124]床内抗碎强度通过以兆帕(mpa)计的压力测定，在该压力下通过筛网的累积细粉的量为样品的0.5重量％。此值是通过如下方式获得的：将得到的细粉的质量作为施加到吸附剂床上的力的函数绘制在图上，并且内插0.5重量％的累积细粉。床内抗碎强度典型地在几百kpa和几十mpa之间，并且一般在0.3mpa和3.2mpa之间。精度常规地小于0.1mpa。[0125]沸石型吸附剂的非沸石相：[0126]非沸石相nzp例如沸石化后残留的未沸石化的粘合剂或任何其它无定形相的百分数是通过以下等式计算的：[0127]nzp＝100-∑(zp)[0128]其中zp表示本发明意义上的沸石x馏分的量的总和。[0129]沸石x馏分的百分数(结晶度百分数)是通过以缩写xyd为技术人员所知的x-射线衍射分析测量的。此分析在bruker设备上进行并且使用bruker的topas软件评估沸石x馏分的百分数。[0130]微孔体积：[0131]附聚物的结晶度也可通过测量其微孔体积将其微孔体积与适当的参考物(在相同的阳离子处理条件下100％结晶沸石，或理论上的沸石)比较来评估。此微孔体积是由气体吸附等温线(例如氮)在该气体液化温度下的测量确定的。[0132]在吸附之前，将沸石型吸附剂在真空(p《6.7x10-4pa)中在300℃和450℃之间的温度下脱气，持续在9小时和16小时之间的时间。然后在micromeritics的asap 2020m型设备上进行在77k下的氮吸附等温线的测量，在其中p/p0比率在0.002和1之间的相对压力下取至少35个测量点。[0133]大孔和中孔的总体积及颗粒孔隙率：[0134]大孔vma和中孔vme的体积、颗粒密度dp以及大孔和中孔型的孔隙率εp是通过压汞孔隙测量法测量的。micromeritics的9500型汞孔隙计用于分析大孔和中孔的孔体积分布。[0135]设备操作手册中参照标准astm d4284-83所述的实验方法由以下组成：将烧失量已知并预先称重的吸附剂样品(待测的附聚物形式的吸附剂)置于孔隙计单元中，并且在事先脱气(30μm汞柱的抽空压力，持续至少10分钟)后，在指定压力(0.0036mpa)下以汞填充所述单元，并且随后施加不断增大水平的压力直至400mpa，使汞逐渐进入样品的多孔网状结构，使用至少15个压力水平，最高达0.2mpa，随后施加0.1mpa的增量直至1mpa，随后施加0.5mpa的增量直至10mpa，随后施加2mpa的增量直至30mpa，随后施加5mpa的增量直至180mpa，最后施加10mpa的增量直至400mpa。[0136]所施加的压力与孔进入阈值的特征维度(对应于表观孔径)之间的关系是如下确定的：使用laplace-young方程式，并且假设圆柱形孔开孔、汞和孔壁之间的接触角为140°，并且汞表面张力为485dynes cm-1。记录在各压力水平pi下插入的汞的体积增量δvi，允许随后将所插入的汞的累积体积作为所施加压力v(pi)的函数或作为孔的表观直径v(li)的函数进行绘图。将汞填充所有颗粒间空隙之时及填充之后的值设为0.2mpa，并且认为高于此值汞便进入吸附剂的孔中。随后通过如下方式计算颗粒体积vp：孔隙计单元的体积减去在此压力(0.2mpa)下的汞的累积体积，然后将该差值除以等效无水吸附剂的质量，即对烧失量校正过的所述材料的质量。颗粒密度dp是此前定义的颗粒体积vp的倒数。[0137]吸附剂的大孔体积vma定义为在在0.2mpa和30mpa之间的压力下插入的汞的累积体积，对应于表观直径大于50nm的孔所含的体积。吸附剂的中孔体积vme定义为在30mpa和400mpa之间的压力下插入的汞的累积体积。由于经由汞压入法测量孔体积的方法无法获得微孔体积，因此诸如通过汞压入法测量的总孔体积vtot对应于大孔vma和中孔vme体积的总和。[0138]因此，在本文献中，沸石型吸附剂的大孔体积vma和中孔体积vme及其总和(总孔体积vtot)，以cm3g-1表示，是通过压汞孔隙测量法测量的并且与以无水当量表示的样品质量(即对烧失量校正过的所述吸附剂的质量)相关。颗粒密度dp以gcm-3表示并且指的是以无水当量计的样品质量。[0139]大孔和中孔类型的颗粒孔隙率εp是颗粒密度dp乘以大孔体积vma和中孔体积vme的总和的积：[0140]εp＝dp x(vma+vme)[0141]沸石型吸附剂的烧失量：[0142]烧失量是如下确定的：遵循标准nf en196-2(2006年4月)中描述的操作模式，通过在900℃±25℃的温度下于空气中煅烧样品，在氧化性气氛中确定。测量的标准偏差小于0.1％。[0143]实施例[0144]实施例1：制备附聚物[0145]如下文所述，由x型八面沸石粉末制备了四种吸附剂(本发明的附聚物1、3、4及对比附聚物2)，晶体的平均尺寸为0.6μm。这些晶体的标准偏差分别为0.25μm、0.30μm、0.35μm和0.50μm。[0146]制备(本发明的)附聚物1[0147]制备均匀的混合物，并且利用使混合物能挤出之的量的水将800g的沸石晶体(标准偏差0.25μm)与160g高岭土(以煅烧当量表示)和60g以商品名klebosoltm30n50销售的胶态氧化硅(含有30重量％的sio2和0.5重量％的na2o)附聚。将挤出物干燥，在氮气流下于550℃下煅烧(烧制粘土)2小时，最后破碎以收取数均直径为0.5mm的附聚物。[0148]将如上所述获得的附聚物(20g)置于温度调节为85℃±1℃的中，向其中加入250ml的1m氢氧化钠水溶液，将反应介质在搅拌下放置5小时。[0149]然后在3个连续的洗涤操作中用水洗涤附聚物并且排干反应器。通过测量洗涤水的最终ph(在10.0和10.5之间)来检查洗涤效率。[0150]附聚物通过分4步在95℃下与0.5m氯化钡溶液接触而进行交换。在各步骤中，溶液体积对固体质量的比率为20ml/g并且每次交换持续4小时。在每次交换之间，将固体洗涤若干次以除去过量的盐。然后将附聚物在80℃下干燥2小时，最后在氮气流下于250℃下活化2小时。[0151]制备附聚物2(对比)[0152]制备均匀的混合物，并且利用使混合物能挤出的量的水将800g沸石晶体(标准偏差0.5μm)与145g高岭土(以煅烧当量表示)和55g以商品名klebosoltm30n50出售的胶态氧化硅(含有30重量％的sio2和0.5重量％的na2o)附聚。将挤出物干燥，在氮气流下于550℃下煅烧(烧制粘土)2小时，最后破碎以收取数均直径为0.5mm的附聚物。[0153]将如上所述获得的附聚物(20g)置于温度调节为95℃±1℃的双夹套玻璃反应器中，向其中加入250ml的1.25m氢氧化钠水溶液，将反应介质在搅拌下放置4小时。[0154]然后在3个连续的洗涤操作中用水洗涤附聚物并且排干反应器。通过测量洗涤水的最终ph(在10.0和10.5之间)来检查洗涤效率。[0155]附聚物通过分4步在95℃下与0.5m氯化钡溶液接触而进行交换。在各步骤中，溶液体积与固体质量的比率为20ml/g并且每次交换持续4小时。在每次交换之间，将固体洗涤若干次以除去过量的盐。然后将附聚物在80℃下干燥2小时，最后在氮气流下于250℃下活化2小时。[0156]制备(本发明的)附聚物3[0157]制备均匀的混合物，并且利用使混合物能挤出的量的水将800g沸石晶体(标准偏差0.3μm)与160g高岭土(以煅烧当量表示)和60g以商品名klebosoltm30n50出售的胶态氧化硅(含有30重量％的sio2和0.5重量％的na2o)附聚。将挤出物干燥，在氮气流下于550℃下煅烧(烧制粘土)2小时，最后破碎以收取数量加权平均直径为0.5mm的附聚物。[0158]将如上所述获得的附聚物(20g)置于温度调节为90℃±1℃的双夹套玻璃反应器中，向其中加入250ml的0.9m氢氧化钠水溶液，将反应介质在搅拌下放置6小时。[0159]然后在3个连续的洗涤操作中用水洗涤附聚物并且排干反应器。通过测量洗涤水的最终ph(在10.0和10.5之间)来检查洗涤效率。[0160]附聚物通过分4步在95℃下与0.5m氯化钡溶液接触而进行交换。在各步骤中，溶液体积与固体质量的比率为20ml/g并且每次交换持续4小时。在每次交换之间，将固体洗涤若干次以除去过量的盐。然后将附聚物在80℃下干燥2小时，最后在氮气流下于250℃下活化2小时。[0161]制备(本发明的)附聚物4[0162]制备均匀的混合物，并且使用使混合物能挤出的量的水将800g沸石晶体(标准偏差0.35μm)与150g高岭土(以煅烧当量表示)和58g以商品名klebosoltm30n50出售的胶态氧化硅(含有30重量％的sio2和0.5重量％的na2o)附聚。将挤出物干燥，在氮气流下于550℃下煅烧(烧制粘土)2小时，最后破碎以收取数量加权平均直径为0.5mm的附聚物。[0163]将如上所述获得的附聚物(20g)置于温度调节为90℃±1℃的双夹套玻璃反应器中，向其中加入250ml的1.15m氢氧化钠水溶液，将反应介质在搅拌下放置5小时。[0164]然后在3个连续的洗涤操作中用水洗涤附聚物并且排干反应器。通过测量洗涤水的最终ph(在10.0和10.5之间)来检查洗涤效率。[0165]附聚物通过分4步在95℃下与0.5m氯化钡溶液接触而进行交换。在每个步骤中，溶液体积与固体质量的比率为20ml/g并且每次交换持续4小时。在每次交换之间，将固体洗涤若干次以除去过量的盐。然后将附聚物在80℃下干燥2小时，最后在氮气流下于250℃下活化2小时。[0166]附聚物1至4的特征[0167]附聚物的机械强度(rel)使用上文所描述的表征技术进行表征，并且对于附聚物1获得3.2mpa的值，对于附聚物2获得3.1mpa的值，对于附聚物3获得2.9mpa的值，并且对于附聚物4获得3.1mpa的值。[0168]下表1中列出在最终附聚物中的颗粒孔隙率εp和晶体的标准偏差σ的值，例如对附聚物1至4所测量的值。[0169]含bax晶体的附聚物1显示对最终附聚物测得的平均晶体尺寸为0.79μm，含bax晶体的附聚物2显示对最终附聚物测得的平均晶体尺寸为0.76μm，含bax晶体的附聚物3显示对最终附聚物测得的平均晶体尺寸为0.77μm，并且含bax晶体的附聚物4显示对最终附聚物测得的平均晶体尺寸为0.76μm。[0170]如表征技术中所述，经由x射线荧光对钡和氧化钠所进行的元素分析计算出附聚物1至4的钡交换率为99.0％。[0171]附聚物1至4中的bao含量为36.2重量％。[0172]如前所述测量的烧失量为5.2％±0.1％。[0173]实施例2：分离工艺中实施[0174]使用附聚物1、3和4[0175]附聚物1、3和4用于在模拟移动床中分离对二甲苯。[0176]作为模拟移动床运行的单元由24个长度1.1m的床构成，具有进料注入，解吸剂注入，萃取物采出及萃余物采出。所述床分为4个色谱区，配置为：5/9/7/3。[0177]进料由50％对二甲苯、14.5％邻二甲苯、30.6％间二甲苯及4.9％乙苯构成。解吸剂是对二乙苯。温度为175℃，并且压力为15巴。水含量为95ppm(重量)。[0178]下表1列出所获得的生产率。3区中的空塔线速度(superficial linear velocity)为1.63cm s-1。[0179]使用附聚物2[0180]附聚物2用于在模拟移动床中分离对二甲苯。[0181]作为模拟移动床运行的单元由24个长度1.1m的床构成，具有进料注入，解吸剂注入，萃取物采出及萃余物采出。所述床分为4个色谱区，配置为：5/9/7/3。[0182]进料由50％对二甲苯、14.5％邻二甲苯、30.6％间二甲苯及4.9％乙苯构成。解吸剂是对二乙苯。温度为175℃，并且压力为15巴。水含量为95ppm(重量)。[0183]对二甲苯的生产率为186kg m-3h-1。3区中的空塔线速度为1.63cm s-1。[0184]下表1列出四种附聚的吸附剂的生产率结果。[0185][0186]表1[0187]清楚地表明，本发明的附聚物允许在对二甲苯生产工艺中获得显著的生产率增益。









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