一种吸附分离乙苯的吸附剂及其制备方法技术

一种吸附分离乙苯的吸附剂，包括90～99质量％的BEA/MFI核/壳分子筛和1～10质量％的粘结剂，所述的BEA/MFI核/壳分子筛的内核为BEA分子筛，外壳为MFI分子筛，所述BEA/MFI核/壳分子筛的阳离子位为ⅠA族金属离子占据。

An adsorbent for adsorption and separation of ethylbenzene and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种吸附分离乙苯的吸附剂及其制备方法
本专利技术为一种吸附分离乙苯的吸附剂及其制备方法，具体地说，是一种从C8芳烃中选择性吸附分离乙苯的吸附剂及其制备方法。
技术介绍
乙苯是重要的基础化工原料，主要用于生产苯乙烯，进而生产聚苯乙烯、ABS树脂等。目前，以生产对二甲苯为目的的工业吸附分离装置的抽余液中富含乙苯。CN104513124A报道了一种从不含对二甲苯的C8芳烃混合物中吸附分离乙苯的方法。具体来说，采用变压吸附装置和专用吸附剂，将气相原料(不含对二甲苯的C8芳烃混合物)经过变压吸附装置，分别得到富乙苯的吸出物和贫乙苯的吸余物。US6627783公开了一种从C8芳烃中变压吸附分离对二甲苯和乙苯的方法，吸附剂活性组元为非酸性的MFI分子筛，这种吸附剂可优先吸附对二甲苯和乙苯。Yan[TsoungY.Yan.Ind.Eng.Chem.Res.,1989,28,572-576.]的研究结果也表明，ZSM-5分子筛对对二甲苯和乙苯具有较高的吸附选择性。CN104971695A公开了一种用于变压吸附分离C8芳烃异构体的吸附剂及制备方法与应用。所述的吸附剂活性组元为钠型ZSM-5或MWW分子筛。采用有机硅化合物对成型吸附剂进行改性处理，可进一步提高其吸附分离性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种吸附分离乙苯的吸附剂及其制备方法，该吸附剂具有较高的乙苯选择性和吸附容量。本专利技术提供的吸附分离乙苯的吸附剂，包括90～99质量％的BEA/MFI核/壳分子筛和1～10质量％的粘结剂，所述的BEA/MFI核/壳分子筛的内核为BEA分子筛，外壳为MFI分子筛，所述BEA/MFI核/壳分子筛的阳离子位为ⅠA族金属离子占据。本专利技术吸附剂以BEA/MFI核/壳分子筛为活性组分，将其与粘结剂混合制成吸附剂，用于从C8芳烃中吸附分离乙苯，可在保持较高乙苯选择性的同时提高吸附容量，从而显著提高吸附剂性能。附图说明图1为本专利技术实例1制备的BEA/Silicalite-1核/壳分子筛的XRD图。图2为本专利技术实例1制备的BEA/Silicalite-1核/壳分子筛的SEM图。图3为本专利技术实例6制备的BEA/ZSM-5核/壳分子筛的XRD图。图4为本专利技术实例6制备的BEA/ZSM-5核/壳分子筛的SEM图。具体实施方式本专利技术吸附剂以BEA/MFI核/壳分子筛为活性组分，BEA/MFI核/壳分子筛的内核为BEA分子筛，外壳为MFI分子筛。内核BEA分子筛具有较大的吸附容量，外壳MFI分子筛对乙苯和对二甲苯均有较好的选择性通过能力。将BEA/MFI核/壳分子筛与粘结剂混合制成吸附剂。该吸附剂用于C8芳烃吸附分离，可使其中的乙苯和对二甲苯通过壳层，进入到内核，并被吸附，通过变压脱附，吸附物被脱附，从而实现物料的分离。由于BEA/MFI核/壳分子筛内核有较大的吸附容量，可使其吸附的乙苯和对二甲苯的量增大，因而可提高这两种物质的吸附选择性。所述BEA/MFI核/壳分子筛内核BEA分子筛的SiO2/Al2O3摩尔比优选50～140、更优选50～120。所述BEA/MFI核/壳分子筛内核BEA分子筛的晶粒粒径优选为0.3～5.0微米、更优选0.2～3.0微米。所述MFI分子筛壳层厚度为40～300纳米、优选40～200纳米。所述的壳层MFI分子筛选自Silicalite-1或ZSM-5分子筛。当壳层为ZSM-5分子筛时，其SiO2/Al2O3摩尔比优选30～700、更优选40～650。当壳层为Silicalite-1时，内核BEA分子筛的SiO2/Al2O3摩尔比优选50～100；当壳层为ZSM-5分子筛时，内核BEA分子筛的SiO2/Al2O3摩尔比优选80～110。所述的ⅠA族金属离子为Li+、Na+、K+、Rb+和Cs+中的一种或几种。所述的粘结剂选自高岭石、地开石、珍珠石、耐火石、埃洛石或它们的混合物。优选高岭土。所述的吸附剂为小球状，小球的平均粒径可为300～900微米，优选为300～850微米。本专利技术所述吸附剂的制备方法，包括将钠型BEA/MFI核/壳分子筛与粘结剂按90～99：1～10的质量比混合均匀，滚球成型，然后干燥、焙烧。所述滚球成型方法为：将钠型BEA/MFI核/壳分子筛与粘结剂混合后进行滚球成型，所述粘结剂中的晶化物质的含量至少为90质量％，优选92～99质量％。所述的晶化物质优选高岭石、地开石、珍珠石、耐火石、埃洛石或它们的混合物。滚球成型的设备可为转盘、糖衣锅或滚筒。滚球成型时，将混合均匀的固体原料放入转动设备中，边滚动边喷水使固体粉末粘附团聚成小球。滚球时水的加入量为固体总量的5～20质量％，优选5～15质量％。滚动成球后的小球，经过筛分，取一定范围粒径的小球，将其干燥、焙烧制得吸附剂。所述干燥温度优选60～110℃，时间优选2～10小时，焙烧温度优选480～600℃，时间优选1.0～6.0小时。本专利技术提供的BEA/MFI核/壳分子筛的制备方法，包括：(1)将钠型BEA分子筛用合成MFI分子筛的模板剂溶液于10～40℃浸渍1～10小时，浸渍后固体于40～120℃干燥，得BEA-1，(2)将硅源、可选的铝源、水和无机碱混合均匀，得到MFI分子筛的合成混合物，在搅拌下，将BEA-1加入合成混合物中，得到BEA/MFI核/壳分子筛合成反应物，(3)将(2)步制得的合成反应物于20～80℃老化，再于100～180℃水热晶化5～60小时，取晶化后固体，干燥、焙烧得到BEA/MFI核/壳分子筛。本专利技术(1)步为对钠型BEA分子筛用模板剂溶液进行浸渍，使模板剂吸附于其中。所述BEA分子筛的晶粒粒径可为0.2～5.0微米、优选0.2～3.0微米。(1)步所述模板剂溶液中的模板剂优选四丙基氢氧化铵、四丙基溴化铵、四丙基氯化铵和四乙基氢氧化铵中的一种或几种。(1)步所述模板剂溶液中模板剂的含量可为2～40质量％、优选5～30质量％。(1)步钠型BEA分子筛用合成MFI分子筛的模板剂溶液浸渍的时间优选2～8小时、更优选2～5小时。所述浸渍后固体的干燥温度为40～120℃、优选50～110℃，干燥时间优选0.5～48小时、更优选2～30小时。(1)步BEA分子筛与模板剂溶液的质量比可为1：2～20、优选1：2～16。本专利技术(2)步为配制MFI分子筛的合成混合物。当合成的壳层分子筛为Silicalite-1分子筛时，所述的合成混合物中各物料的摩尔比为：H2O/SiO2＝20～300、M2O/SiO2＝0.01～0.5，优选为：H2O/SiO2＝20～150、M2O/SiO2＝0.01～0.2，所述的M为Na或K。当合成的壳层分子筛为ZSM-5分子筛时，所述的合成混合物中各物料的摩尔比为：SiO2/Al2O3＝15～800、H2O/SiO2＝20～300、M2O/SiO2＝0.01～0.5，优选为：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种吸附分离乙苯的吸附剂，包括90～99质量％的BEA/MFI核/壳分子筛和1～10质量％的粘结剂，所述的BEA/MFI核/壳分子筛的内核为BEA分子筛，外壳为MFI分子筛，所述BEA/MFI核/壳分子筛的阳离子位为ⅠA族金属离子占据。/n

【技术特征摘要】
1.一种吸附分离乙苯的吸附剂，包括90～99质量％的BEA/MFI核/壳分子筛和1～10质量％的粘结剂，所述的BEA/MFI核/壳分子筛的内核为BEA分子筛，外壳为MFI分子筛，所述BEA/MFI核/壳分子筛的阳离子位为ⅠA族金属离子占据。


2.按照权利要求1所述的吸附剂，其特征在于所述内核BEA分子筛的SiO2/Al2O3摩尔比为50～140。


3.按照权利要求1所述的吸附剂，其特征在于所述内核BEA分子筛的晶粒粒径为0.3～4.0微米。


4.按照权利要求1所述的吸附剂，其特征在于所述的MFI分子筛为Silicalite-1或ZSM-5。


5.按照权利要求1所述的吸附剂，其特征在于外壳ZSM-5分子筛中氧化硅/氧化铝的摩尔比为30～700。


6.按照权利要求1所述的吸附剂，其特征在于BEA/MFI核/壳分子筛的壳层厚度为40～300纳米。


7.按照权利要求1所述的吸附剂，其特征在于所述的ⅠA族金属离子为Na+、Li+、K+、Rb+和Cs+中的一种或几种。


8.按照权利要求1所述的吸附剂，其特征在于所述的粘结剂选自高岭石、地开石、珍珠石、耐火石、埃洛石或它们的混合物。


9.按照权利要求1所述的吸附剂，其特征在于所述的吸附剂为小球状，小球的平均粒径为300～900微米。


10.一种权利要求1所述吸附剂的制备方法，包括将钠型BEA/MFI核/壳分子筛与粘结剂按90～99：1～10的质量比混合均匀，滚球成型，然后干燥、焙烧。


11.按照权利要求10所述的方法，其特征在于粘结剂中晶化物质的含量至少为90质量％，所述的晶化物质为高岭石、地开石、珍珠石、耐火石、埃洛石或它们的混合物。


12.按照权利要求10所述的方法，其特征在于滚球成型时将分子筛和粘结剂混合均匀后，边滚动边喷水使固体粉末粘附团聚成小球，滚球时水的加入量为固体总量的5～20质量％。


13.按照权利要求10所述的方法，其特征在于所述BEA/MFI核/壳分子筛的制备方法包括：
(1)将钠型BEA分子筛用合成MFI分子筛的模板剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：高宁宁，王辉国，王德华，马剑锋，王红超，杨彦强，李犇，乔晓菲，刘宇斯，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11