对二甲苯选择性吸附剂组合物和方法技术

本发明专利技术涉及用于汽相吸附过程的对二甲苯选择性吸附剂组合物。这种组合物可用于分别从混合的二甲苯或Ｃ↓［８］芳烃混合物分离对二甲苯或分离对二甲苯和乙基苯的气相吸附过程。吸附剂组合物通常包括分子筛材料和粘合剂，其中吸附剂组合物的大孔体积为至少约０．２０ｃｃ／ｇ且中孔体积小于约０．２０ｃｃ／ｇ。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术
技术介绍
领域本专利技术总地涉及吸附剂组合物，特别是涉及选择性用于对二甲苯和可用于汽相吸附过程的吸附剂组合物。
技术介绍
包含C8+芳烃的烃混合物或级分为包括但不限于催化重整工艺的某些炼油厂工艺的副产物。这些烃混合物典型地包含最多为约30重量百分数(重量％)的C9+芳烃、最多为约10重量％的非芳烃、最多为约50重量％的乙基苯、余量(如最多为约100重量％)为二甲苯异构体的混合物。C8芳烃中最通常存在的是乙基苯(“EB”)，和二甲苯异构体，包括间二甲苯(“mX”)、邻二甲苯(“oX”)、和对二甲苯(“pX”)。典型地，当存在于C8芳烃中时，乙基苯的浓度相对于C8芳烃的总重量最大为约20重量％。其余的C8芳烃典型地为三种二甲苯异构体，其以约1∶2∶1(分别为oX∶mX∶pX)的平衡重量比存在。因此，如本文中使用的，术语“二甲苯异构体的平衡混合物”是指包含重量比为约1∶2∶1(oX∶mX∶pX)的异构体的混合物。将C8芳烃级分有效分离为其单独组分受到关注是因为单独的、分离的C8芳烃组分为有用的化学品。例如，乙基苯可用于制造苯乙烯；间二甲苯用于制造间苯二酸；邻二甲苯用于制造邻苯二酸酐；和对二甲苯为用于制造对苯二甲酸的原料，所述对苯二甲酸用于制造聚合物，包括聚酯如聚对苯二甲酸亚丁酯、聚对苯二甲酸亚乙酯、和聚对苯二甲酸亚丙酯。然而，得自特定来源的简单分离的C8芳烃可能不足以提供满足市场需要的C8芳烃组分。例如，因为通常对对二甲苯具有比其它C8芳烃组分更高的需要，通常增加从特定C8芳烃混合物生产对二甲苯或使其生产最大化。因此，对二甲苯的分离经常伴随有通过重建二甲苯异构体之间的平衡将包含间二甲苯和邻二甲苯异构体的残余物流异构化以将一部分间二甲苯和邻二甲苯异构体转化为所需的对二甲苯。常规的C8芳烃分离方法可另外包括将乙基苯转化为苯的方法，其可通过蒸馏更容易地从二甲苯异构体分离。典型地，将这种烃混合物通过分离柱或分馏柱以除去更高沸点的C9+烃。可在之前或之后的柱中除去第二个低沸级分，使得残余的级分主要是C8芳烃混合物。通常，通过使C8芳烃混合物经历一个或多个分离步骤回收对二甲苯。对C8芳烃混合物进行分馏是不切实际的，因为乙基苯、间二甲苯、邻二甲苯、和对二甲苯具有相似的沸点(在约136℃和约144℃之间)。因此，对二甲苯的分离通常通过结晶和/或液相吸附色谱法进行。结晶法利用不同二甲苯的冷冻或结晶温度的差别，对二甲苯在约13.3℃结晶，而邻二甲苯和间二甲苯分别在约-25.2℃和约-47.9℃结晶。在三种二甲苯异构体的物理系统中，有两个重要的二元低共熔物对二甲苯/间二甲苯二元低共熔物和对二甲苯/邻二甲苯二元低共熔物。随着对二甲苯从混合物结晶，残余的混合物接近这些二元低共熔物中的一种，取决于混合物的起始组成。因此，在商业级的工艺中，对二甲苯结晶使得接近但未达到二元低共熔物以避免会降低得到的对二甲苯的纯度的其它二甲苯异构体的共结晶。由于这些二元低共熔物，每通过一个结晶工艺过程可收回的对二甲苯的量典型地不大于存在于进料到结晶单元的物流中存在的对二甲苯的量的约65％。此外，结晶可非常昂贵，因为不同的二甲苯异构体都在极低的温度结晶。Swift的美国专利5,329,060(1994年7月12日)公开了通过在结晶之前在吸附步骤中分离二甲苯异构体而增加对二甲苯的回收率。Swift公开了液相吸附是优选的，因为对温度的要求降低并且副反应机会减少。在吸附步骤中，硅与铝的比为约二和约六的结晶沸石铝硅酸盐吸附剂选择性地吸附间二甲苯和邻二甲苯(或者吸附对二甲苯)，以提供富对二甲苯的物流，其随后被送往结晶设备。贫对二甲苯的物流通常被加压并在异构化催化剂的存在下反应，以得到二甲苯异构体的平衡混合物，其可然后循环到液体吸附器。液相吸附色谱法是指其中混合物接触到固定相和液体流动相的色谱过程。混合物组分的分离是因为组分对色谱系统的固定相和流动相的亲合力不同而发生。液相吸附色谱分离典型地为间歇过程。模拟移动床吸附色谱法(SiMBAC)为连续操作，其利用相同的原理以实现分离。然而，SiMBAC具有其限制性并且操作昂贵，因为其需要大量的多种烃解吸剂物质的内部循环。另外，必须在下游的蒸馏步骤中从得自吸附步骤的流出物流分离所需产物。因此，常规的液相吸附色谱过程由于显著的资金和能源成本是不利的。已经发现，如果将那些步骤的原料重新配合(re-formulated)以包含比平衡浓度更高的对二甲苯，则可能使上述结晶和SiMBAC步骤更有吸引力。比平衡浓度更高的对二甲苯可通过例如国际(PCT)公开WO00/69796(2000年11月23日)和WO 93/17987(1993年9月16日)中所述的选择性的甲苯歧化进行。另外可以设计和操作结晶和SiMBAC步骤以浓缩用于随后纯化步骤的对二甲苯物流。然而，这种浓缩步骤典型地具有先前讨论的与结晶和SiMBAC工艺有关的许多(或全部)缺点。也可通过汽相吸附过程产生比平衡浓度更高的对二甲苯的原料，其包括变压吸附(“PSA”)工艺。已经广泛地实践PSA工艺用于气体的分离，如将空气分离为氮气和氧气、从空气除去水、和氢气净化，并且主要在Ralph T.Yang，“Gas Separation by Adsorption Processes，”pp.237-274(Butterworth Publishers，Boston，1987)(TP242.Y36)中描述。PSA工艺通常使用从混合物中相对于混合物中的其它组分优先吸附一些组分的固体吸附剂。典型地，降低系统的总压力以回收吸附物。相反，分压变压吸附(PPSA)在基本不减少压力的条件下操作并使用惰性气体如氢气或氮气以从吸附剂清洗或吹扫吸附物。因此，PPSA工艺基于“分压”压力的改变，而不是如PSA工艺通常实践的降低总单元压力。热变化吸附(TSA)工艺为气相吸附过程，其中通过升高吸附剂床的温度而回收吸附物。典型地，通过用预热的气体清洗床而完成吸附物的回收。Long等人的中国专利公开1,136,549 A(1996年11月27日)公开了生产对二甲苯的方法，其通过使气态C8烃混合物通过包含选择性吸附对二甲苯和乙基苯的吸附剂的吸附床，在适当的解吸之后得到包含间二甲苯和邻二甲苯的物流以及包含对二甲苯和乙基苯的物流。吸附在140℃到370℃的温度、大气压力到300千帕斯卡(kPa)的压力下进行，并使用Mobil-5(MFI)型分子筛吸附剂，其包括ZSM-5(得自ExxonMobilChemicals)、镁碱沸石、和Silicate-1沸石分子筛，并且特别是不含粘合剂的Silicalite-1沸石分子筛。对二甲苯和乙基苯的解吸可以使用水蒸气解吸剂在与吸附相同的温度范围内和大气压的到1000kPa的压力进行。或者，解吸可以不使用解吸剂进行，其只是通过在1kPa到4kPa压力的减压条件下而完成。
技术实现思路
本专利技术涉及用于汽相吸附过程和选择性用于对二甲苯吸附过程的吸附剂组合物。在一个实施方案中，适用于汽相吸附过程的吸附剂组合物包括分子筛材料和粘合剂的材料，其中吸附剂组合物的大孔体积为至少约0.20立方厘米/克(cc/g)且中孔体积小于约0.20cc/g。在选择性的实施方案中，吸附剂组合物包括分子筛材料和选自以下的本文档来自技高网...

【技术保护点】
吸附剂组合物，其包括：分子筛材料，其中吸附剂组合物的大孔体积为至少约０．２０ｃｃ／ｇ，且吸附剂组合物的中孔体积小于约０．２０ｃｃ／ｇ，且吸附剂组合物具有低于约２重量％的包括γ－氧化铝的材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁思安多伊尔，布赖斯A威廉斯，杰弗里T米勒，
申请(专利权)人：BP北美公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]