沸石吸附剂、它们的制备工艺和它们的用图
沸石吸附剂、它们的制备工艺和它们的用图
【技术领域】
[0001] 本发明涉及基于包括钡或钡和钾的沸石X的小的晶体的附聚物形式的吸附剂（附 聚的沸石吸附剂）、它们的制备工艺和它们的用途。
[0002] 这些吸附剂呈现出最优化的吸附容量和最优化的机械强度两者且可更特别地用 于由包括具有8个碳原子的异构体的芳族烃的原料制造非常纯的对-二甲苯。
【背景技术】
[0003] 将由除了钠阳离子之外还包括单独的或作为混合物的钡、钾或锶离子的沸石X或 Y构成的附聚的沸石吸附剂用于选择性地吸附芳族烃的混合物中的对-二甲苯是由现有技 术公知的。
[0004] 专利 US 3 558 730、US 3 558 732、US 3 626 020 和 US 3 663 638 显示，包括基 于钠和钡（US 3 960 774)或基于钠、钡和钾的硅铝酸盐的沸石吸附剂对于存在于芳族C8级分（包括具有8个碳原子的芳族烃的级分）中的对-二甲苯的分离是有效的。
[0005] 专利US 3 878 127中描述的沸石吸附剂被用作液相工艺（优选为模拟逆流型的） 中的吸附剂，与专利US 2 985 589中描述的且尤其是应用于芳族C8级分的那些类似。
[0006] 在以上列举的专利中，沸石吸附剂以粉末形式或以主要由沸石和最高达20重 量％的惰性粘合剂构成的附聚物的形式提供。
[0007] 沸石X的合成经常通过硅铝酸盐凝胶的成核和结晶实施。通常，由含钠的水溶液 (例如，氢氧化钠水溶液）制备沸石的晶体，且如果期望，钠阳离子可全部或部分地被其它 阳离子例如钡或钡和钾替代（用其交换）。这些阳离子交换可在用附聚粘合剂使粉状沸石 附聚之前和/或之后根据本领域技术人员已知的常规技术实施。
[0008] 沸石X的合成产生晶体（通常为粉末形式），所述晶体在工业规模上的使用是特别 困难的（在处理操作期间显著的压力降低）。于是优先考虑这些晶体的附聚形式，其以粒 料（grain)、纺成产物和其它附聚物的形式，这些所述形式可通过挤出、造粒和本领域技术 人员已知的其它附聚技术获得。这些附聚物不呈现出粉状材料内在的缺点。
[0009] 这些附聚物，不论是块、珠、挤出物等中的何种形式，通常由一种或多种沸石的晶 体和粘合剂构成，所述沸石的晶体构成活性组分（在吸附的意义上），所述粘合剂旨在确保 附聚物形式的晶体的粘着（凝聚，cohesion)和赋予它们以足以经受住在用于从芳族(：8级 分分离异构体的操作期间它们遭受的振动和移动的机械强度。
[0010] 然而，与由晶体形成的粉末相比，这些附聚物的吸附性质明显降低，这是由于对于 吸附是惰性的附聚粘合剂的存在。
[0011] 为了克服附聚粘合剂对于吸附性能是惰性的该缺点，已经提出了多种手段，包括 将附聚粘合剂的全部或至少一部分转化成从吸附的观点来看是活性的沸石。该操作现在是 本领域技术人员所公知的，例如以"沸石化"之名。为了容易地实施该操作，使用能沸石化 的粘合剂，其通常属于高岭石系列，和优选预先在通常为500°C _700°C的温度下煅烧。
[0012] 替代形式在于将高岭土粒料模塑，然后使高岭土沸石化；其原理阐述于 D.W. Breck 的"Zeolite Molecular Sieves"，John Wiley and Sons, New York(1973)，ρ·313 以及下列等等中。该技术已经被成功地应用于沸石A或沸石X的粒料的制造，所述沸石A或 沸石X最高达95重量％，所述粒料由所述沸石本身和未转化的粘合剂残余物构成（参见， 例如，US 3 119 660,其中发现，沸石X的制造需要向反应介质添加二氧化硅来源）。
[0013] 专利申请FR 2 789 914描述了通过如下制造基于具有1. 15-1. 5的Si/Al比率、 用钡和任选地用钾交换的沸石X的附聚物的工艺：用粘合剂、二氧化硅来源和羧甲基纤维 素使所述沸石X的粉末附聚，然后通过将附聚物浸渍在碱液中而使粘合剂沸石化。在用钡 离子（和任选的钾离子）交换沸石的离子和活化之后，由此获得的附聚物与由相同量的沸 石X和粘合剂制备但不将粘合剂沸石化的吸附剂相比，从存在于芳族C8级分中的对-二甲 苯的吸附的观点来看，呈现出改善的性质。
[0014] 最近，专利US 7 820 869描述了通过如下分离存在于芳族级分中的对-二甲苯的 工艺：使用"无粘合剂"型（即没有无定形材料、或具有小于2重量％的量的无定形材料，基 于其烧失量为3%-5%的沸石X)的吸附剂。这些吸附剂是在粘合剂的沸石化步骤之后获 得的且不包括无定形或非沸石材料、或者仅包括小于2重量％且常常小于0. 5重量％的量 的无定形或非沸石材料。对于具有短的循环时间的低温分离工艺，它们呈现出改善的吸附 容量和改善的传递性质。另一方面，关于这样的"无粘合剂"颗粒的机械强度，未给出信息。
[0015] 除了对于待从反应混合物分离的实体的良好的选择性性质之外，吸附剂还必须呈 现出良好的材料传递性质以保证足以实施混合物中的所述实体的有效分离的数量的理论 塔板，如由 Ruthven在题为"Principles of Adsorption and Adsorption Processes"的著 作，John Wiley&Sons (1984)，第 326 和 407 页中显示的。Ruthven 显示（同前，第 243 页）， 在附聚物形式的吸附剂（附聚的沸石吸附剂）的情况中，总的材料传递取决于晶内扩散阻 力和晶体间扩散阻力的增加。晶内扩散阻力与晶体的半径的平方成比例且与晶内分子的扩 散率成反比。
[0016] 对于晶体间扩散阻力（也称作大孔阻力），其与附聚物的半径的平方成比例且与 大孔中的分子的扩散率成反比。对于给定的沸石结构、给定的附聚物尺寸和给定的操作温 度，扩散率是固定的且改善材料传递的唯一手段在于减小晶体的直径。因此，通过减小晶体 的尺寸，将获得关于总的传递的增加。
[0017] 为了评估在传递动力学方面的该改善，可使用由Ruthven在"Principles of Adsorption and Adsorption Processes"，同前，第248-250页中描述的塔板的理论。该方 法基于通过有限数量的被理想地搅拌的假想反应器（理论级）表示塔。理论塔板的等效高 度是体系的轴向分散和对材料传递的阻力的直接度量。
[0018] 专利US 7 812 208描述了使用"无粘合剂"型（即没有无定形材料、或具有小于2 重量％的量的无定形材料，基于具有小于1.8 平均晶体尺寸的沸石X)的吸附剂分离 存在于芳族级分中的对-二甲苯的工艺。这些吸附剂呈现出改善的传递和吸附性质且不包 括、或仅包括小于2重量％且常常小于0. 5重量％的量的无定形或非沸石材料。另一方面， 关于这样的"无粘合剂"颗粒的机械强度，未给出信息。
[0019] 吸附剂的为了保证模拟逆流型的液相分离工艺的良好性能所必需的第三性质是 具有良好的机械强度。这是因为，在用于该类型的工艺的标准操作条件下，显著的机械应力 被施加到在工业装置（单元，unit)内的吸附剂，导致细的颗粒的形成，这致使性能的恶化 (参见，例如，"Primary Analysis on State of Xylene Adsorption Unit", Li 等，Jingxi Shiyou Huagong, 2004(4)，54-55))，这随着吸附剂的机械强度降低而成比例地增加。
[0020] 因此，专利申请FR 2 903 978描述了通过如下制造基于具有拥有小于1. 7 μL?尺 寸的小的晶体、具有使得I. 15〈Si/Al彡1. 5的Si/Al摩尔比率、用钡和任选地用钾进行交 换的沸石X的附聚物的工艺：用粘合剂、二氧化硅来源使沸石X粉末附聚，然后通过将附聚 物浸渍在碱液中而使粘合剂沸石化。在用钡离子（和任选的钾离子）交换沸石的离子和活 化之后，由此获得的附聚物在增强它们的机械强度的同时呈现出在用于分离存在于芳族级 分中的对-二甲苯的工艺中改善的传递性质。
[0021] 因此，已知，基于用钡（或钡和钾）交换的沸石X的附聚的沸石吸附剂在液相中呈 现出良好的吸附二甲苯的性质和对于存在于芳族C8级分中的对-二甲苯的良好的选择性。
[0022] 此外，由WO 2008/009845知晓，沸石（一种或多种）的小的晶体与较大尺寸的相 同沸石的晶体相比通常促成较好的材料传递但较差的机械强度。
[0023] 本领域技术人员因此预期基于包括钡（或钡和钾）的具有小的晶体的沸石X的附 聚的沸石吸附剂呈现出良好的吸附对-二甲苯的性质、良好的选择性和良好的材料传递， 且因此预期这样的吸附剂在液相工艺（例如模拟逆流型的）中呈现出良好的分离存在于芳 族C8级分中的对-二甲苯的初始性能。
[0024] 现有技术教导附聚的吸附剂的沸石化使得可增加吸附容量。由现有技术，本领域 技术人员理解，在不先验地影响所述附聚的吸附剂的机械性质的情况下，其能够实施粘合 剂向沸石的完全转化以获得最大吸附容量。
[0025] 实际上，本发明人现已发现，在粘合剂向沸石的完全转化之后，机械性质并不总是 得以保持或最优化。因此仍然需要这样的附聚的沸石吸附剂：其呈现出良好的机械性质和 良好的选择性性质，特别是从由芳族C8级分分离二甲苯异构体的观点来看。本发明人因此 已发现，在吸附最适度和机械强度最适度之间存在折衷。
[0026] 因此，发明的目的在于提供，基于包括钡或钡和钾的具有小的晶体的沸石X的附 聚的沸石吸附剂，所述吸附剂组合了对于在液相工艺（例如模拟逆流型的）中分离存在于 芳族C8级分中的对-二甲苯而言的：
[0027] 〇良好的选择性，
[0028] 〇改善的材料传递，
[0029] 〇最佳的吸附容量，
[0030] 〇良好的机械强度。
[0031] 本发明人已发现，基于用如下的能沸石化的粘合剂附聚的具有小的晶体的沸石X 的沸石吸附剂不呈现出最大吸附容量或良好的机械强度：所述能沸石化的粘合剂的粘合剂 已经历完全或几乎完全的沸石化反应，以分别将所述粘合剂完全地或几乎完全地转化为活 性材料。
[0032] 本发明人已发现，在最大吸附 容量和高的机械强度之间的最佳折衷不是对于最大 的沸石化程度发生，而是对于如下的沸石化程度发生：其使得吸附剂的非沸石相的含量为 2重量％ -5重量％，相对于所述吸附剂的总重量。
【发明内容】
[0033] 因此，本发明的第一主题是附聚的沸石吸附剂，其具有最优化的性质，特别是对于 从芳族C8级分分离对-二甲苯。所述附聚的沸石吸附剂呈现出材料传递和对于对-二甲 苯的选择性的最大性质，同时呈现出与最优化的吸附容量组合的最大机械强度，且对于在 液相（优选为模拟逆流型的）中分离对-二甲苯的工艺中的使用是特别合适的。
[0034] 因此，本发明涉及基于沸石X的晶体和至少一种非沸石相的附聚的沸石吸附剂， 在所述吸附剂中：
[0035] -沸石X的晶体呈现出：
[0036] i.小于或等于1.7 μπκ优选小于或等于1.5 μπι和更优选小于或等于1.2 μπι的数 均直径，
[0037] ii.如下的Si/Al原子比率：1. OO-L 50、优选L 05-1. 50和更优选L 10-1. 50,包 括端点，
[0038] -非沸石相（NZP)的重量含量使得所述吸附剂的总重量的2. 0重量％〈NZP〈所述 吸附剂的总重量的5. 0重量％，优选使得所述吸附剂的总重量的3. 0重量％〈NZP〈所述吸 附剂的总重量的5. 0重量％，更优选使得所述吸附剂的总重量的3. 0重量％〈NZP〈所述吸 附剂的总重量的4. 0重量％，有利地使得所述吸附剂的总重量的3. 2重量％〈NZP〈所述吸 附剂的总重量的3. 7重量％，
[0039] -氧化钡（BaO)的重量含量大于23%、优选大于32 %和更优选大于33%，相对于 所述吸附剂的总重量，
[0040] -氧化钾K2O的重量含量小于9%、优选小于8%和更优选为0% -2%，有利地为 0% -1 %，包括端点，相对于所述吸附剂的总重量，和
[0041] -除BaO和K2O之外的碱金属或碱土金属离子的氧化物的总的重量含量小于5% 和优选为〇% -2%和有利地为0% -1%，包括端点，相对于所述吸附剂的总重量。
[0042] 根据本发明的附聚的沸石吸附剂为基于八面沸石型（通常以类型X的名称提 及）的沸石的晶体的吸附剂。术语"沸石X"理解为意指这样的沸石：其Si/Al原子比率为 1. 00-1. 50,包括端点；优选为1. 05-1. 50,包括端点；和还更优选为1. 10-1. 50,包括端点。
[0043] 在沸石X之中，现在普遍接受认可记为沸石LSX和沸石MSX的两个子组。沸石 LSX呈现出等于大约1的Si/Al原子比率且沸石MSX呈现出如下的Si/Al原子比率：大约 1.05-大约1. 15,包括端点。
[0044] 根据本发明的一种优选实施方式，沸石X的晶体呈现出如下的Si/Al原子比率： 1. 10-1. 50,包括端点。根据另一优选实施方式，沸石X的晶体为具有等于大约1的Si/Al 原子比率的沸石LSX的晶体。然而，本发明不排除吸附剂包括两种或若干种类型的如刚才 定义的沸石X的混合物。
[0045] 根据本发明的又一优选实施方式，沸石X的晶体的数均直径有利地为 0· 1 μ m-1. 5 μ m，更有利地为0· 1 μ m-1. 2 μ m，包括端点。
[0046] 因此，根据本发明的沸石吸附剂包括一种或多种沸石X的晶体和至少一种非沸石 相（NZP)，即对于吸附基本上是惰性的非晶相。根据本发明的吸附剂的结晶程度通过以首字 母缩拼词XRD为本领域技术人员所知晓的X-射线衍射分析测量。
[0047] 本发明的沸石吸附剂优选为附聚物形式，即其由一种或多种沸石的晶体和至少一 种包括至少一种附聚粘合剂的非沸石相构成，所述附聚粘合剂使得所述晶体彼此的粘着是 可能的。在本说明的续篇中，本发明的附聚的沸石吸附剂没有差别地记为附聚的沸石吸附 剂、沸石吸附剂或还更简单地记为附聚物。
[0048] 根据本发明的又一实施方式，沸石吸附剂呈现出如下的氧化钡（BaO)的重量含 量：33% -42%，包括端点，和典型地35% -38%，包括端点，相对于所述吸附剂的总重量。
[0049] 根据一种优选实施方式，根据本发明的沸石吸附剂呈现出如下的根据标准NF EN 196-2在950°C测量的烧失量：4. 0% -7. 7%、优选4. 5% -6. 5%和有利地4. 8% -6%，包括 端点。
[0050] 如上所指出的，根据本发明的沸石吸附剂令人惊奇地呈现出在吸附容量和机械强 度之间的最佳折衷。该机械强度通过适合于具有小于I. 6mm尺寸的附聚物的Shell Method Series SMS1471-74进行测量且通常大于或等于I. 8MPa、更通常大于或等于2MPa、和典型 地大于或等于2. IMPa。
[0051] 对于吸附容量，其通过吸附剂的微孔体积的测量而量化，该体积通过在真空下 在300°C脱气16小时之后在温度77K的氮气（N2)吸附通过Dubinin-Raduskevitch方程 进行评价。本发明的沸石吸附剂的微孔体积因此被测量为大于〇. 250cm3/g，典型地在从 0. 256cm3/g延伸到0. 288cm3/g的范围内。
[0052] 根据另一方面，本发明涉及用于制备如刚才所定义的附聚的沸石吸附剂的工艺， 该工艺至少包括如下的步骤：
[0053] a)用粘合剂和用二氧化硅来源使沸石X的晶体附聚，然后使附聚物成型，最后， 将所述附聚物干燥和煅烧，所述沸石X的晶体具有小于或等于1. 7 μπκ优选小于或等于 1. 5 μL?和更优选小于或等于1. 2 μL?的数均直径，具有如下的Si/Al原子比率：1. 00-1. 50、 优选1. 05-1. 50和还更优选1. 10-1. 50,包括端点，所述粘合剂包括至少80重量％、优选至 少90重量％、和更优选至少95重量％的能沸石化的粘土，
[0054] b)通过使在步骤a)中获得的附聚物与碱性碱溶液接触而使所述能沸石化的粘合 剂沸石化，
[0055] c)使步骤b)的附聚物通过与钡离子的溶液或钡离子和钾离子的溶液接触而进行 阳离子交换，
[0056] d)通过如下进行任选的阳离子交换：使步骤c)的附聚物与钾离子的溶液接触，
[0057] e)然后洗涤和干燥由此获得的附聚物，和
[0058] f)通过将在步骤e)中获得的附聚物活化而制造所述沸石吸附剂。
[0059] 步骤a)中使用的沸石X的晶体和附聚物中的沸石X的晶体的尺寸通过如下测量： 使用扫描电子显微镜（SEM)进行观察。该SEM观察还使得可证实在附聚物中存在包括例如 残余粘合剂（在沸石化步骤期间未转化的粘合剂）的非沸石相或任何其它无定形相。
[0060] 最普通的商业沸石X的晶体通常呈现出大于或等于1.8 μπι的直径。在本发明的 上下文中采用的晶体优选呈现出小于或等于1. 7 μπκ优选严格地小于1. 5 μπ?和还更好地 小于或等于1. 2 μπι的数均直径。其数均直径严格地小于1. 2 μπι的晶体被认为是非常小的 晶体。在本文件中，对于沸石晶体和对于附聚物，采用术语"数均直径"或"尺寸"。用于测 量这些量的方法随后在说明书中说明。
[0061] 附聚和成型（步骤a)可根据本领域技术人员已知的任何技术例如挤出、压实、附 聚等实施。所采用的附聚粘合剂（参见随后的定义）和沸石的比例典型地为现有技术的那 些，即5重量份-20重量份的粘合剂/95重量份-80重量份的沸石。由步骤a)得到的附聚 物，不论为珠、挤出物等的何种形式，通常具有这样的数均直径、或其长度（当它们不是球 形时的较大尺度）：〇. 4mm-2mm、特别是0. 4mm_0. 8mm和优选0. 4mm_0. 65mm，包括端点。
[0062] 在步骤a)结束时，可通过旋风分离和/或筛分除去附聚物的最细颗粒和/或在例 如挤出物的情况下可通过筛分或粉碎除去过大的颗粒。
[0063] 步骤a)中采用的附聚粘合剂包括至少80重量％、优选至少90重量％、更优选至 少95重量％和更特别地至少96重量％的能沸石化的粘土，且还可包括其它无机粘合剂例 如膨润土、绿坡缕石等。术语"能沸石化的粘土"理解为意指能够转化成沸石材料的粘土或 多种粘土的混合物，所述转化通常通过碱性碱溶液的作用进行。能沸石化的粘土通常属于 高岭土、高岭石、珍珠陶土、地开石、埃洛石和/或偏高岭土的系列。高岭土是优选的且是最 普遍使用的。
[0064] 由步骤a)中采用的沸石X形成的粉末可由主要包括、实际上甚至排它地包括钠阳 离子的沸石X例如沸石NaX(或13X)的晶体的合成得到，但使用已在NaX形式的合成和其 在步骤a)中的使用之间经历一次或多次阳离子交换的粉末将不背离本发明的范围。在这 种情况下，阳离子交换步骤c)和d)因此变成不必要的。
[0065] 任选的二氧化硅来源可为作为沸石合成方面的专家的本领域技术人员所知晓的 任何类型，例如胶态二氧化硅、硅藻、珍珠岩、飘尘、沙子或任何其它形式的固体二氧化硅。
[0066] 在步骤a)期间，除了由沸石X和粘合剂形成的粉末之外，还可添加添加剂，例如， 旨在促进附聚或改善所形成的附聚物的硬化的添加剂，例如木质素、淀粉、羧甲基纤维素和 本领域技术人员已知的其它添加剂。
[0067] 在于步骤a)中干燥之后，在通常为500°C _600°C的温度实施煅烧且煅烧使得可将 能沸石化的粘土、典型地高岭土转化成偏高岭土，其可接下来在沸石化步骤（步骤b))期间 被转化成沸石。其原理阐述于 D.W. Breck 的 "Zeolite Molecular Sieves"，John Wiley and Sons, New York (1973)，ρρ· 314-315 中。
[0068] 附聚粘合剂的沸石化根据现在为本领域技术人员所公知的任何方法实施且可例 如通过将来自步骤a)的产物浸渍在碱性碱溶液中而实施，所述碱性碱溶液通常为水溶液， 例如，氢氧化钠和/或氢氧化钾水溶液。
[0069] 本发明人已发现，对于以上定义的沸石吸附剂的类型，非沸石相的按重量计的最 小量不与床强度（BS)的最佳机械性质精确地一致 ，典型地BS大于或等于l.SMPa、优选大于 或等于2MPa。因此，必须精细地控制沸石化以获得在非沸石相（NZP)的按重量计的量和机 械强度、特别是BS之间的最佳折衷。如以上所指出的，本发明的附聚的沸石吸附剂呈现出 使得2.0% <NZP〈5.0%的非沸石相（NZP)的按重量计的量。
[0070] 可对待在根据本发明的沸石吸附剂的合成期间应用的沸石化的最佳程度具有影 响的参数特别是所使用的碱溶液的浓度、沸石化实施的温度和沸石化反应的持续时间，即 沸石吸附剂在使用的所述碱溶液中的停留时间。
[0071] 因此，根据本发明工艺的沸石化步骤使得可获得实现在吸附容量和机械强度、特 别是BS之间的最佳折衷的沸石吸附剂。随后被提供作为本发明的例证的实施例显示，该最 佳折衷通过调节碱性碱溶液的浓度、沸石化温度和沸石化持续时间而获得。
[0072] 作为总的规则，沸石化碱溶液的浓度优选为0. 5M-5M。沸石化优选在热的条件 下在大于环境温度的温度、和典型地在约80°C -100°C的温度、例如环境温度（即，大约 20°C )-沸石化碱溶液的沸点的温度实施。沸石化过程的持续时间通常为几十分钟-几小 时、优选大约1小时-8小时、更优选大约2小时-6小时。
[0073] 用钡交换沸石的阳离子的步骤c)根据本领域技术人员知晓的常规方法且通常通 过如下实施：使由步骤b)(或步骤d)得到的附聚物与水溶液中的钡盐例如氯化钡（BaCl2) 在环境温度_l〇〇°C和优选80°C -100°C的温度接触。为了快速地获得高含量（即优选大于 32重量％，相对于附聚物的总重量，和优选33重量％ -42重量％和有利地35重量％ -38重 量％，相对于附聚物的总重量）的氧化钡，优选用相对于期望交换的沸石的阳离子大大过 量、典型地过量约10-12倍的钡离子进行操作，有利地通过实施相继的交换进行操作。
[0074] 任选的用钾的交换（步骤d)可在用钡的交换（步骤c)之前和/或之后实施。如 以上所指出的，还可在步骤a)中使由已经包括钾离子（在步骤a之前，存在于起始沸石X 中的阳离子、典型地钠阳离子用钾离子的预交换）的沸石X形成的粉末附聚和用步骤d)分 配（或不分配）。
[0075] 随后实施洗涤操作，通常和优选使用水，随后对由此获得的附聚物进行干燥操作。
[0076] 跟着该干燥操作的活化常规地根据本领域技术人员已知的方法，例如在通常为 100°C _400°C、优选200°C _300°C的温度实施。该活化步骤e)具有如下目的：以对于所展望 的用途是最佳的方式固定吸附剂的水含量和烧失量。活化通常通过热活化实施，所述热活 化优选在200°C _300°C实施作为所期望的水含量和所期望的烧失量的函数而确定的时间、 典型地1-6小时。
[0077] 本发明还涉及以上描述的沸石吸附剂作为能够有利地替代在文献中描述的基于 包括氧化钡的沸石X或基于包括氧化钡和氧化钾的沸石X的吸附剂、且特别是在以下列出 的用途中的用途：
[0078] ?芳族C8异构体的级分且特别是二甲苯的分离，
[0079] ?取代的甲苯异构体例如硝基甲苯、二乙基甲苯、甲苯二胺等的分离，
[0080] ?甲酚的分离，
[0081] 鲁多羟基醇例如糖类的分离。
[0082] 本发明特别涉及对在液相工艺中和在气相工艺中采用的用于从具有8个碳原子 的芳族异构体的级分收取对-二甲苯的工艺的改进，其在于使用根据本发明的附聚的沸石 吸附剂作为用于吸附对-二甲苯的试剂，所述工艺优选在解吸剂的存在下实施。
[0083] 因此，可通过（分批（batch))制备性的吸附液相色谱法和有利地连续地在模拟移 动床中，即在模拟逆流条件下或在模拟并流条件下、更特别地在模拟逆流条件下分离所期 望的产物（对-二甲苯）。
[0084] 模拟逆流型的工业吸附装置的操作条件通常如下：
[0085] 床的数量：6-30，
[0086] 区的数量：至少4个操作区，各自位于进料点和取出点之间，
[0087] 温度：10(TC -250°C，优选 150°C -190°C，
[0088] 工业装置的压力：二甲苯在工艺温度下的气泡压力至3MPa，
[0089] 解吸剂对原料流速的比率：对于单独的（单独站立的）吸附装置为0. 7-2. 5,例如 0. 9-1. 8,和对于与结晶装置组合的吸附装置为0. 7-1. 4，
[0090] 再循环程度：2. 5-12,优选3· 5-6。
[0091] 关于该主题，可参照专利US 2 985 589、US 5 284 992和US 5 629 467的教导。
[0092] 模拟并流工业吸附装置的操作条件通常与在模拟逆流条件下操作的那些相同，除 了再循环程度（其通常为0.8-7)之外。关于该主题，可参照专利US 4 402 832和US 4 498 991〇
[0093] 解吸溶剂可为本领域技术人员所知晓的任何解吸剂，其具有比原料的沸点低的沸 点，例如甲苯，以及具有比原料的沸点大的沸点的解吸剂例如对-二乙基苯（PDEB)。根据本 发明的吸附剂对于吸附存在于芳族C8级分中的对-二甲苯的选择性在它们在900°C测量的 烧失量通常为4. 0% -7. 7 %和优选4. 7% -6. 7 %时是最佳的。
【附图说明】
[0094] 图1中提供了作为使得可控制沸石化的因素之一（其在这种情况下为沸石化反应 的持续时间）的函数的在床机械强度（BS)方面和在非沸石相（NZP)的含量方面的变化。出 乎预料地，该图显示，以降低非沸石相的含量为目的延长沸石化时间相反地导致在结晶相 方面和同时在沸石吸附剂的床机械强度方面的急剧降低。因此，必须精细地控制沸石化反 应以获得呈现出在吸附方面是最佳的容量和在床机械强度方面是最佳的机械性质两者的 沸石吸附剂。
[0095] 表征技术
[0096] 对晶体的粒度测定：
[0097] 通过使用扫描电子显微镜（SEM)的观察评价步骤a)中使用的沸石X的晶体和存 在于附聚物中的沸石X的晶体的数均直径。
[0098] 为了对样品评价沸石晶体的尺寸，以至少5000的放大倍率拍摄一组照片。随后使 用专用软件例如来自编程者LoGraMi的Smile View软件测量至少200个晶体的直径。精 度为约3%。
[0099] 沸石吸附剂的化学分析-Si/Al比率和交换程度：
[0100] 可根据本领域技术人员已知的不同的分析技术实施在以上描述的步骤a)_f)结 束时获得的最终产物的元素化学分析。在这些技术之中，可提及在波长色散谱仪（WDXRF) 例如来自Bruker的Tiger S8上通过X-射线焚光进行化学分析的技术，例如描述于 Standard NF EN ISO 12677:2011 中的。
[0101] X-射线荧光是利用原子在X-射线区中的光致发光来确定样品的元素组成的非破 坏性的光谱技术。原子的激发（通常通过X射线束或通过用电子进行轰击）在回到原子 的基态之后产生特别的辐射。X-射线荧光光谱具有不太依赖于元素的化学组合的优点，这 既定量地又定性地提供精确的测定。常规地，在校准之后，对于各氧化物，获得小于0. 4重 量％的测量不确定度。
[0102] 这些元素化学分析使得既可确认附聚物内的沸石的Si/Al原子比率又可确认在 步骤c)中和在任选的步骤d)中描述的离子交换的品质。在本发明的描述中，Si/Al原子 比率的测量不确定度为±5%。
[0103] 离子交换的品质与在交换之后残留在附聚的沸石吸附剂中的氧化钠 Na2O的摩尔 数有关。更特别地，通过如下评价用钡离子的交换程度：评价氧化钡BaO的摩尔数对组合 BaCHNa2O的摩尔数的比率。同样地，通过如下评价用钡和钾离子的交换程度：评价组合氧化 钡+氧化钾（BaCHK2O)的摩尔数对组合BaCHK2CHNa2O的摩尔数的比率。应注意，不同氧化 物的含量作为相对于无水沸石吸附剂的总重量的重量百分数给出。
[0104] 对沸石吸附剂的粒度测定：
[0105] 通过如下测定在附聚和成型步骤a)结束时获得的沸石吸附剂的数均直径：通过 使用使得附聚物的样品可在照相机镜头前面通过的传送带根据标准ISO 13322 - 2:2006 进行成像而对所述样品的粒度分布进行分析。
[0106] 随后通过应用标准ISO 9276-2:2001而由粒度分布计算数均直径。在本文件中， 对于附聚的沸石吸附剂，采用术语"数均直径"或"尺寸"。对于本发明的附聚物的尺寸范围， 精度为约〇. 01mm。
[0107] 沸石吸附剂的机械强度：
[0108] 根据 She 11 Me thod Ser i e s SMS147 1-74 (She 11 Me thod Ser i e s SMS1471-74 "Determination of Bulk Crushing Strength of Catalysts. Compression-Sieve Method)，结合由 Vinci Technologies 出售的"BCS Tester"设备来表 征如本发明中描述的沸石吸附剂的床的抗压强度。最初旨在用于的催化剂的表征 的该方法基于425 μ m筛的使用，所述425 μ m筛将使得可特别是分离在压碎期间产生的细 粒。425 μ m筛的使用对于具有大于1.6mm的直径的颗粒仍是合适的，但必须根据对期望表 征的附聚物的粒度测定进行调节。
[0109] 本发明的附聚物，通常为珠或挤出物的形式，通常具有如下的数均直径或长 度，即在非球形附聚物的情况下较大的尺度：〇· 4mm-2mm、特别是0· 4mm-0. 8mm和优选 0.4mm-0.65mm。因此，使用 200 μπι 筛代替在标准 Shell Method SMS1471-74 中的 425 μπι 筛。
[0110] 测量方案如下：将预先用合适的筛（200 μm)筛分且预先在烘箱中在250°C (代替 在标准Shell Method SMS1471-74中提到的300°C )干燥至少2小时的20cm3附聚物的样 品置于具有已知内部截面的金 属圆筒中。经由活塞通过5cm3钢珠的床对该样品逐步地施 加渐增的力以实现由活塞施加在附聚物上的力的更好分布（对于具有严格地小于I. 6_的 直径的球形形状的颗粒，使用具有2_直径的珠）。通过筛分（200 μ m的合适的筛）分离在 各压力阶段获得的细粒并将其称重。
[0111] 经由通过筛的累积细粒的量总计为样品的〇. 5重量％时以兆帕（MPa)计的压力确 定床抗压强度。该值是通过在图上绘制作为施加到沸石吸附剂的床的力的函数获得的细粒 的重量和通过内插到0.5重量％累积细粒而获得的。床抗压机械强度典型地为几百kPa-几 十MPa且通常为0. 3MPa-3. 2MPa。精度常规地小于0.1 MPa。
[0112] 沸石吸附剂的非沸石相：
[0113] 根据以下方程计算沸石化之后的非沸石相例如残余的非沸石化的粘合剂或任何 其它无定形相的含量：
[0114] NZP = 100 - Σ (ZP)，
[0115] 其中ZP表示在本发明的意义范围内的沸石X的级分的量的总和。
[0116] 通过以首字母缩拼词XRD为本领域技术人员所知晓的X-射线衍射分析测量沸石X 的级分的量。在具有Bruker商标的设备上实施该分析，然后通过来自Bruker的TOPAS软 件评价沸石X的级分的量。
[0117] 微孔体积：
[0118] 还通过测量附聚物的微孔体积来评价它们的结晶度，将所述附聚物的微孔体积与 适当的参比物（在阳离子处理条件下是100%结晶的沸石，其为相同的或理论的沸石）的微 孔体积进行比较。该微孔体积由在气体例如氮气的液化温度下测量其吸附等温线而确定。 在吸附之前，将沸石吸附剂在真空（P〈6. 7X I(T4Pa)下在300°C -450°c脱气9小时-16小时 的时间。随后在来自Micromeritics的ASAP 2010M型设备上测量在77K的氮气吸附等温 线，在具有0. 002-1的比率PziPtl的相对压力下取至少35个测量点。由所获得的等温线根据 Dubinin和Raduskevitch确定微孔体积，其中应用标准ISO 15901-3:2007。根据Dubinin 和Raduskevitch评估的微孔体积以cm3液体吸附物/克吸附剂表示。测量中的不确定度 为 ±0. 003g/cm3。
[0119] 沸石吸附剂的烧失量：
[0120] 在氧化性气氛中通过将样品在空气中在950°C ±25°C的温度煅烧而测定烧失量， 如在标准NF EN 196-2(2006年4月）中所描述的。测量标准偏差小于0.1%。
[0121] 通过穿透（breakthrough)表征液相吸附：
[0122] 用于表征液相中的分子在多孔固体上的吸附的技术为由Ruthven在"Principles of Adsorption and Adsorption Processes"（第8 和 9 章 ，John Wiley&Sons，1984)中描 述的"穿透"技术，其将穿透曲线技术定义为对一类可吸附的成分的注入的响应的研宄。穿 透曲线的平均离开时间（第一要素）的分析提供关于吸附的量的信息且还使得可评价在两 种可吸附的成分之间的选择性，即分离因子。用作示踪剂的不可吸附的成分的注入被推荐 用于评价非选择性的体积。穿透曲线的分散（第二要素）的分析使得可评价理论塔板的等 效高度，其基于通过有限数量的被理想地搅拌的假想反应器（理论级）表示塔，其是体系的 轴向分散和对材料传递的阻力的直接度量。 实施例
[0123] 实施例A :具有1. 25的Si/Al原子比率、具有1. 0 μπι的数均直径和具有1的Na/ Al原子比率的沸石X的晶体的合成
[0124] 通过将下列反应物混合而制备具有摩尔组成3. 5Na20、2. 8Si02, Al2O3和130H20的 凝胶：硅酸钠、铝酸钠和水。将所述凝胶在35°C熟化20小时并在100°C实施结晶4小时。
[0125] 在过滤和洗涤之后获得的晶体通过X-射线衍射分析（XRD分析）被确定为八 面沸石晶体。该固体的化学分析给出1.25的Si/Al原子比率。由如在技术表征部分 所描述的Dubinin-Raduskevitch方程评价且以cm3/克干燥吸附剂表示的微孔体积为 0. 345±0. 003cm3/g。沸石晶体的尺寸通过扫描电子显微镜法进行分析且显示它们的数均 直径为1. 〇 μ m。
[0126] 实施例B : Si/Al = 1. 20、直径0. 8 μπι的沸石X的晶体的合成
[0127] 通过使用涡轮式混合机将如下反应物混合而制备具有摩尔组成4Na20、2. SSiO2. Al2O3和130H20的凝胶：硅酸钠、铝酸钠和水。容许凝胶在35°C熟化20小时并在100°C实施 结晶4小时。
[0128] 在过滤和洗涤之后获得的晶体通过X-射线衍射分析（XRD分析）被确定为 八面沸石晶体。该固体的化学分析给出1.20±0.03的Si/Al原子比率。由如以上所 描述的Dubinin-Raduskevitch方程评价且以cm3/克干燥吸附剂表示的微孔体积为 0. 344±0. 003cm3/g。沸石晶体的尺寸通过扫描电子显微镜法进行分析：它们的数均直径为 0· 8 μ m〇
[0129] 沸石吸附剂的制各
[0130] 用105g高岭土（作为经煅烧的等同物（对应物，equivalent)表示）和45g以商 品名Klebosolκ 30出售的胶态二氧化硅（包括30重量％的SiOjP 0. 5%的Na 20)、以及使 得可进行混合物的挤出的量的水制备均匀的混合物且使根据实施例A或实施例B中描述的 程序制备的800g沸石NaX的晶体附聚。将挤出物干燥、压碎，以收取其数均直径等于0. 7mm 的粒料，然后在550°C在氮气流下煅烧2小时。
[0131] 实施例1
[0132] 将200g由在实施例A中合成的粉末获得的附聚物置于装有调节在100°C ±1°C的 温度的夹套的玻璃反应器中，然后添加1. 5升2. 5M氢氧化钠水溶液，让反应介质搅拌如下 表中所示的可从1小时到8小时变化的时间。
[0133] 随后将附聚物以3次相继的用水洗涤的操作进行洗涤，随后排空反应器。通过测 得10. 0-10. 5的含水洗涤液的最终pH，确定洗涤是有效的。
[0134] 将这些附聚物以4个步骤用于在95°C的通过0. 5M氯化钡水溶液的作用的阳离子 交换反应。在各步骤中，溶液的体积对固体的重量的比率为20ml/g，且在每一时机，使交换 持续4小时。在各交换之间，将固体洗涤若干次，以使其不含过量的盐。随后将附聚物在 80°C干燥2小时并最终在250°C在氮气流下活化2小时。
[0135] 通过以上描述的所有分析技术对各产物进行表征以测定：非沸石相（NZP)的含 量、根据Dubinin-Raduskevitch的微孔体积（DR体积）和床机械强度（BS)。结果在表1中 给出。
[0136] 对于各样品，如上所述测量的烧失量为5.4% ±0. 1%。由通过如在表征技术 中所描述的WDXRF进行的氧化钡和氧化钠的元素分析所计算的附聚物的钡交换程度为 99. 7±0· 2%〇
[0137] -表 1-
[0138]
[0139] 表1的值以图形形式在图1中给出。发现，获得组合了最大吸附容量和最大机械 强度两者的附聚的沸石吸附剂是不可能的。于是对于相对于附聚物的重量的且通过XRD测 量的2重量％ -5重量％的非沸石相（NZP)含量，获得最佳吸附容量/最佳机械强度折衷。
[0140] 实施例2:以不同氢氣化钠浓度的试骑
[0141] 将200g由在实施例A中合成的粉末获得的附聚物置于装有调节在100°C ±1°C的 温度的夹套的玻璃反应器中，然后添加1. 5升具有如表2中所示的0. 5M-5. 5M浓度的氢氧 化钠水溶液，且让反应介质搅拌4-5小时的持续时间。
[0142] 随后将附聚物以3次相继的用水洗涤的操作进行洗涤，随后排空反应器。通过测 量含水洗涤液的最终pH(其为10. 0-10. 5)，确定洗涤是有效的。
[0143] 将这些附聚物以4个步骤通过0. 5M氯化钡溶液在95°C如在实施例1中所描述地 进行交换。在各步骤中，溶液的体积对固体的重量的比率为20ml/g，且在每一时机，使交换 持续4小时。在各交换之间，将固体洗涤若干次，以使其不含过量的盐。随后将附聚物在 80°C干燥2小时并最终在250°C在氮气流下活化2小时。
[0144] 通过以上描述的所有分析技术对各产物进行表征以确定：烧失量、非沸石相的含 量、微孔体积和机械强度。结果在下表2中给出。
[0145] 由通过如在表征技术中所描述的WDXRF进行的氧化钡和氧化钠的元素分析所计 算的附聚物的钡交换程度为99. 6±0. 2%。对于各样品，如上所述测量的烧失量为5. 3% ±0. 1%〇
[0146] -表 2-
[0147]
[0148] 发现，获得组合了最大吸附容量和最大机械强度两者的附聚的沸石吸附剂是不可 能的。于是对于相对于附聚物的重量的且通过XRD根据以上所述的方法测量的约3重量％ 的非沸石相（NZP)含量，获得最佳吸附容量/最佳机械强度折衷。
[0149] 实施例3:基于0. 8 Um的NaX晶体的附聚物
[0150] 将200g由在实施例B中合成的粉末获得的附聚物置于装有调节在100°C ±1°C的 温度的夹套的玻璃反应器中，然后添加1. 5升具有100g/l的浓度的氢氧化钠水溶液，且让 反应介质搅拌如下表中所示的可从1小时到8小时变化的时间。
[0151] 随后将附聚物以3次相继的用水洗涤的操作进行洗涤，随后排空反应器。通过测 量含水洗涤液的最终pH(其为10. 0-10. 5)，确定洗涤是有效的。
[0152] 将这些附聚物以4个步骤通过0. 5M氯化钡水溶液在95°C如在实施例1中所描述 地进行交换。在各步骤中，溶液的体积对固体的重量的比率为20ml/g，且在每一时机，使交 换持续4小时。在各交换之间，将固体洗涤若干次，以使其不含过量的盐。随后将附聚物在 80° C干燥2小时并最终在250°C在氮气流下活化2小时。
[0153] 通过以上描述的所有分析技术对各产物进行表征以确定：烧失量、非沸石相的含 量、微孔体积和机械强度。结果在下表3中给出。
[0154] 由通过如在表征技术中所描述的WDXRF进行的氧化钡和氧化钠的元素分析所计 算的附聚物的钡交换程度为99. 7±0. 2%。对于各样品，如上所述测量的烧失量为5. 3% ±0. 1%〇
[0155] -表 3-
[0156]
[0157] 实施例4:基于NaMSX晶体的附聚物
[0158] 将200g从由NaMSX形成的粉末获得的附聚物（K. Schumann等，Microporous和 Mesoporous Materials，154(2012)，119-123)置于装有调节在100±1°C的温度的夹套的玻 璃反应器中，然后添加1. 5升具有100g/l的浓度的氢氧化钠水溶液，且让反应介质搅拌如 下表4中所示的可从1小时到8小时变化的时间。
[0159] 随后将附聚物以3次相继的用水洗涤的操作进行洗涤，随后排空反应器。通过测 量含水洗涤液的最终pH(其为10. 0-10. 5)，确定洗涤是有效的。
[0160] 将这些附聚物以4个步骤通过0. 5M氯化钡溶液在95°C如在实施例1中所描述地 进行交换。在各步骤中，溶液的体积对固体的重量的比率为20ml/g，且在每一时机，使交换 持续4小时。在各交换之间，将固体洗涤若干次，以使其不含过量的盐。随后将附聚物在 80°C干燥2小时并最终在250°C在氮气流下活化2小时。
[0161] 通过以上描述的所有分析技术对各产物进行表征以确定：烧失量、非沸石相的含 量、微孔体积和机械强度。结果在下表4中给出。
[0162] 由通过如在表征技术中所描述的WDXRF进行的氧化钡和氧化钠的元素分析所计 算的附聚物的钡交换程度为99. 8±0. 2%。对于各样品，如上所述测量的烧失量为5. 4% ±0. 1%〇
[0163] -表 4-
[0164]
[0165] 实施例5 :穿诱试骑
[0166] 随后对实施例1和3中描述的附聚的沸石吸附剂实施穿透（迎头（frontal)色谱 法）试验以评价它们的效力。对于这些试验所使用的吸附剂的量为大约74g。
[0167] 用于获得穿透曲线的程序如下：
[0168] 鲁经由筛将柱填充并将其安装在试验床中。
[0169] ?用溶剂（对-二乙基苯）在环境温度下进行填充。
[0170] ?在溶剂流（5cm3/分钟）下逐渐升高至吸附温度。
[0171] ?当达到吸附温度时以IOcm3/分钟注入溶剂。
[0172] ?溶剂/原料相互交换以注入原料（IOcm3/分钟）。
[0173] ?随后将原料的注入保持足以达到热力学平衡的时间。
[0174] ?收集和分析来自穿透的流出物。
[0175] 压力对于将原料保持在液相是充足的，即为IMPa。吸附温度为175°C。
[0176] 原料的组成如下：
[0177] ?对-二甲苯：45重量％
[0178] ?间-二甲苯：45重量％
[0179] 鲁异-辛烷：10重量％ (后者用作示踪剂以评价非选择性体积且未牵涉到分离 中）
[0180] 由如在表征技术中描述的穿透曲线的分析得到的结果记录在下表5中且将其与 用根据现有技术的吸附剂（专利FR 2 903 978的实施例4)由在与以上描述的相同条件下 实施的穿透试验获得的结果相比较。
[0181] -表 5-
[0182]
[0183] (I)LOI:烧失量
[0184] (2)容量以cm3吸附的芳族C 8烃/克原样的吸附剂表示
[0185] (3)PX:对-二甲苯；MX:间-二甲苯
[0186] 发现，与现有技术的吸附剂、特别是FR 2 903 978中描述的那些相比，根据本发 明的附聚的沸石吸附剂同时组合了改善的容量、改善的选择性和改善的材料传递。
【主权项】
1.附聚的沸石吸附剂，其基于沸石X的晶体和至少一种非沸石相，在所述吸附剂中： -沸石X的晶体呈现出：1. 小于或等于I. 7ym、优选小于或等于I. 5ym和更优选小于或等于I. 2ym的数均直 径， ii.如下的Si/Al原子比率：1.OO-L50、优选L05-1. 50和更优选L10-1. 50,包括端 点， -非沸石相（NZP)的重量含量使得所述吸附剂的总重量的2. 0重量％〈NZP〈所述吸附 剂的总重量的5. 0重量％，优选使得所述吸附剂的总重量的3. 0重量％〈NZP〈所述吸附剂 的总重量的5. 0重量％，更优选使得所述吸附剂的总重量的3. 0重量％〈NZP〈所述吸附剂 的总重量的4. 0重量％，有利地使得所述吸附剂的总重量的3. 2重量％〈NZP〈所述吸附剂 的总重量的3. 7重量％， -氧化钡（BaO)的重量含量大于23%、优选大于32%和更优选大于33重量％，相对于 所述吸附剂的总重量， -氧化钾K2O的重量含量小于9 %、优选小于8 %和更优选为0% -2 %和有利地为 0% -1 %，包括端点，相对于所述吸附剂的总重量，和 -除BaO和K2O之外的碱金属或碱土金属离子的氧化物的总的重量含量小于5%、和优 选为0% -2%和有利地为0% -1%，包括端点，相对于所述吸附剂的总重量。2. 根据权利要求1的吸附剂，其中沸石X的晶体的数均直径有利地为0.Iym-1. 5ym、 更有利地为〇?Ium-1. 2ym，包括端点。3. 根据权利要求1或权利要求2的吸附剂，其中氧化钡（BaO)的含量按重量计为 33% -42%，包括端点，和典型地为35% -38%，包括端点，相对于所述吸附剂的总重量。4. 根据前述权利要求中任一项的吸附剂，根据标准NFEN196-2在950°C测量的其烧 失量在广义上为4.0% -7. 7%、优选为4. 5% -6. 5%和有利地为4. 8% -6%，包括端点。5. 根据前述权利要求中任一项的吸附剂，其为附聚物形式，其数均直径为0. 4mm-2mm、 特别是〇? 4mm_0. 8mm和优选为0? 4mm_0. 65mm，包括端点。6. 用于制备根据前述权利要求中任一项的吸附剂的工艺，至少包括如下步骤： a) 用粘合剂和用二氧化硅来源使沸石X的晶体附聚，然后使附聚物成型，最后，将所 述附聚物干燥和煅烧，所述沸石X的晶体具有小于或等于I. 7ym、优选小于或等于I. 5ym 和更优选小于或等于I. 2ym的数均直径，具有如下的Si/Al原子比率：1. 00-1. 50、优选 1. 05-1. 50和还更优选1. 10-1. 50,包括端点，所述粘合剂包括至少80重量％、优选至少90 重量％、和更优选至少95重量％的能沸石化的粘土， b) 通过使在步骤a)中获得的附聚物与碱性碱溶液接触而使所述能沸石化的粘合剂沸 石化， c) 使步骤b)的附聚物通过与钡离子的溶液或钡离子和钾离子的溶液接触而进行阳离 子交换， d) 通过如下进行任选的阳离子交换：使步骤c)的附聚物与钾离子的溶液接触， e) 然后洗涤和干燥由此获得的附聚物，和 f) 通过将在步骤e)中获得的附聚物活化而制造所述沸石吸附剂。7. 根据权利要求6的制备工艺，其中沸石化步骤b)用其浓度为0. 5M-5M的碱溶液实 施。8. 根据权利要求6或权利要求7的工艺，其中实施沸石化步骤b)几十分钟-几小时、 优选大约1小时-8小时、更优选大约2小时-6小时的时间。9. 根据权利要求1-5中任一项的吸附剂，其能够根据权利要求6-8中任一项的工艺获 得。10. 根据权利要求1-5中任一项或根据权利要求9的吸附剂在如下工艺中的用途： ?芳族C8异构体的级分且特别是二甲苯的分离， ?取代的甲苯异构体例如硝基甲苯、二乙基甲苯、甲苯二胺等的分离， ?甲酚的分离， ?多羟基醇的分离。11. 根据权利要求10的用途，其用于从具有8个碳原子的芳族异构体的级分分离 对-二甲苯。12. 从包括8个碳原子的芳族烃异构体的级分收取对-二甲苯的工艺，其在液相中通过 在解吸剂的存在下用根据权利要求1-5中任一项或权利要求9的吸附剂吸附对-二甲苯而 进行。13. 根据权利要求12的收取对-二甲苯的工艺，其为模拟移动床型。14. 根据权利要求12的收取对-二甲苯的工艺，其为模拟逆流型。15. 根据权利要求12的收取对-二甲苯的工艺，其为模拟并流型。16. 从包括8个碳原子的芳族烃异构体的级分收取对-二甲苯的工艺，其在气相中通过 在解吸剂的存在下用根据权利要求1-5中任一项或权利要求9的吸附剂吸附对-二甲苯而 进行。17. 根据权利要求12-16中任一项的收取对-二甲苯的工艺，其中所述解吸剂选自甲苯 和对-二乙基苯。18. 用于分离多羟基醇的工艺，其采用根据权利要求1-5中任一项或权利要求9的吸附 剂。19. 用于分离取代的甲苯异构体例如硝基甲苯、二乙基甲苯或甲苯二胺的工艺，其采用 根据权利要求1-5中任一项或权利要求9的吸附剂。20. 用于分离甲酚的工艺，其采用根据权利要求1-5中任一项或权利要求9的吸附剂。
【专利摘要】本发明涉及沸石吸附剂，其基于包括钡的沸石X的小的附聚的晶体，组合了在选择性和机械强度方面的最佳性质。这些吸附剂具有在芳族C8异构体的级分且特别是二甲苯的分离中、在取代的甲苯异构体例如硝基甲苯、二乙基甲苯或甲苯二胺的分离中、在甲酚的分离中和在多羟基醇例如糖类的分离中的应用。
【IPC分类】C07C37/82, B01J20/18, C07C29/76, C07C7/13, B01J20/28
【公开号】CN104902992
【申请号】CN201380064806
【发明人】L.布维尔, S.凯杰, C.拉罗什, P.莱夫莱维
【申请人】塞卡股份公司, Ifp新能源公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年12月10日
【公告号】CA2894606A1, EP2931417A1, US20150306565, WO2014090771A1, WO2014090771A9
【技术领域】
[0001] 本发明涉及基于包括钡或钡和钾的沸石X的小的晶体的附聚物形式的吸附剂（附 聚的沸石吸附剂）、它们的制备工艺和它们的用途。
[0002] 这些吸附剂呈现出最优化的吸附容量和最优化的机械强度两者且可更特别地用 于由包括具有8个碳原子的异构体的芳族烃的原料制造非常纯的对-二甲苯。
【背景技术】
[0003] 将由除了钠阳离子之外还包括单独的或作为混合物的钡、钾或锶离子的沸石X或 Y构成的附聚的沸石吸附剂用于选择性地吸附芳族烃的混合物中的对-二甲苯是由现有技 术公知的。
[0004] 专利 US 3 558 730、US 3 558 732、US 3 626 020 和 US 3 663 638 显示，包括基 于钠和钡（US 3 960 774)或基于钠、钡和钾的硅铝酸盐的沸石吸附剂对于存在于芳族C8级分（包括具有8个碳原子的芳族烃的级分）中的对-二甲苯的分离是有效的。
[0005] 专利US 3 878 127中描述的沸石吸附剂被用作液相工艺（优选为模拟逆流型的） 中的吸附剂，与专利US 2 985 589中描述的且尤其是应用于芳族C8级分的那些类似。
[0006] 在以上列举的专利中，沸石吸附剂以粉末形式或以主要由沸石和最高达20重 量％的惰性粘合剂构成的附聚物的形式提供。
[0007] 沸石X的合成经常通过硅铝酸盐凝胶的成核和结晶实施。通常，由含钠的水溶液 (例如，氢氧化钠水溶液）制备沸石的晶体，且如果期望，钠阳离子可全部或部分地被其它 阳离子例如钡或钡和钾替代（用其交换）。这些阳离子交换可在用附聚粘合剂使粉状沸石 附聚之前和/或之后根据本领域技术人员已知的常规技术实施。
[0008] 沸石X的合成产生晶体（通常为粉末形式），所述晶体在工业规模上的使用是特别 困难的（在处理操作期间显著的压力降低）。于是优先考虑这些晶体的附聚形式，其以粒 料（grain)、纺成产物和其它附聚物的形式，这些所述形式可通过挤出、造粒和本领域技术 人员已知的其它附聚技术获得。这些附聚物不呈现出粉状材料内在的缺点。
[0009] 这些附聚物，不论是块、珠、挤出物等中的何种形式，通常由一种或多种沸石的晶 体和粘合剂构成，所述沸石的晶体构成活性组分（在吸附的意义上），所述粘合剂旨在确保 附聚物形式的晶体的粘着（凝聚，cohesion)和赋予它们以足以经受住在用于从芳族(：8级 分分离异构体的操作期间它们遭受的振动和移动的机械强度。
[0010] 然而，与由晶体形成的粉末相比，这些附聚物的吸附性质明显降低，这是由于对于 吸附是惰性的附聚粘合剂的存在。
[0011] 为了克服附聚粘合剂对于吸附性能是惰性的该缺点，已经提出了多种手段，包括 将附聚粘合剂的全部或至少一部分转化成从吸附的观点来看是活性的沸石。该操作现在是 本领域技术人员所公知的，例如以"沸石化"之名。为了容易地实施该操作，使用能沸石化 的粘合剂，其通常属于高岭石系列，和优选预先在通常为500°C _700°C的温度下煅烧。
[0012] 替代形式在于将高岭土粒料模塑，然后使高岭土沸石化；其原理阐述于 D.W. Breck 的"Zeolite Molecular Sieves"，John Wiley and Sons, New York(1973)，ρ·313 以及下列等等中。该技术已经被成功地应用于沸石A或沸石X的粒料的制造，所述沸石A或 沸石X最高达95重量％，所述粒料由所述沸石本身和未转化的粘合剂残余物构成（参见， 例如，US 3 119 660,其中发现，沸石X的制造需要向反应介质添加二氧化硅来源）。
[0013] 专利申请FR 2 789 914描述了通过如下制造基于具有1. 15-1. 5的Si/Al比率、 用钡和任选地用钾交换的沸石X的附聚物的工艺：用粘合剂、二氧化硅来源和羧甲基纤维 素使所述沸石X的粉末附聚，然后通过将附聚物浸渍在碱液中而使粘合剂沸石化。在用钡 离子（和任选的钾离子）交换沸石的离子和活化之后，由此获得的附聚物与由相同量的沸 石X和粘合剂制备但不将粘合剂沸石化的吸附剂相比，从存在于芳族C8级分中的对-二甲 苯的吸附的观点来看，呈现出改善的性质。
[0014] 最近，专利US 7 820 869描述了通过如下分离存在于芳族级分中的对-二甲苯的 工艺：使用"无粘合剂"型（即没有无定形材料、或具有小于2重量％的量的无定形材料，基 于其烧失量为3%-5%的沸石X)的吸附剂。这些吸附剂是在粘合剂的沸石化步骤之后获 得的且不包括无定形或非沸石材料、或者仅包括小于2重量％且常常小于0. 5重量％的量 的无定形或非沸石材料。对于具有短的循环时间的低温分离工艺，它们呈现出改善的吸附 容量和改善的传递性质。另一方面，关于这样的"无粘合剂"颗粒的机械强度，未给出信息。
[0015] 除了对于待从反应混合物分离的实体的良好的选择性性质之外，吸附剂还必须呈 现出良好的材料传递性质以保证足以实施混合物中的所述实体的有效分离的数量的理论 塔板，如由 Ruthven在题为"Principles of Adsorption and Adsorption Processes"的著 作，John Wiley&Sons (1984)，第 326 和 407 页中显示的。Ruthven 显示（同前，第 243 页）， 在附聚物形式的吸附剂（附聚的沸石吸附剂）的情况中，总的材料传递取决于晶内扩散阻 力和晶体间扩散阻力的增加。晶内扩散阻力与晶体的半径的平方成比例且与晶内分子的扩 散率成反比。
[0016] 对于晶体间扩散阻力（也称作大孔阻力），其与附聚物的半径的平方成比例且与 大孔中的分子的扩散率成反比。对于给定的沸石结构、给定的附聚物尺寸和给定的操作温 度，扩散率是固定的且改善材料传递的唯一手段在于减小晶体的直径。因此，通过减小晶体 的尺寸，将获得关于总的传递的增加。
[0017] 为了评估在传递动力学方面的该改善，可使用由Ruthven在"Principles of Adsorption and Adsorption Processes"，同前，第248-250页中描述的塔板的理论。该方 法基于通过有限数量的被理想地搅拌的假想反应器（理论级）表示塔。理论塔板的等效高 度是体系的轴向分散和对材料传递的阻力的直接度量。
[0018] 专利US 7 812 208描述了使用"无粘合剂"型（即没有无定形材料、或具有小于2 重量％的量的无定形材料，基于具有小于1.8 平均晶体尺寸的沸石X)的吸附剂分离 存在于芳族级分中的对-二甲苯的工艺。这些吸附剂呈现出改善的传递和吸附性质且不包 括、或仅包括小于2重量％且常常小于0. 5重量％的量的无定形或非沸石材料。另一方面， 关于这样的"无粘合剂"颗粒的机械强度，未给出信息。
[0019] 吸附剂的为了保证模拟逆流型的液相分离工艺的良好性能所必需的第三性质是 具有良好的机械强度。这是因为，在用于该类型的工艺的标准操作条件下，显著的机械应力 被施加到在工业装置（单元，unit)内的吸附剂，导致细的颗粒的形成，这致使性能的恶化 (参见，例如，"Primary Analysis on State of Xylene Adsorption Unit", Li 等，Jingxi Shiyou Huagong, 2004(4)，54-55))，这随着吸附剂的机械强度降低而成比例地增加。
[0020] 因此，专利申请FR 2 903 978描述了通过如下制造基于具有拥有小于1. 7 μL?尺 寸的小的晶体、具有使得I. 15〈Si/Al彡1. 5的Si/Al摩尔比率、用钡和任选地用钾进行交 换的沸石X的附聚物的工艺：用粘合剂、二氧化硅来源使沸石X粉末附聚，然后通过将附聚 物浸渍在碱液中而使粘合剂沸石化。在用钡离子（和任选的钾离子）交换沸石的离子和活 化之后，由此获得的附聚物在增强它们的机械强度的同时呈现出在用于分离存在于芳族级 分中的对-二甲苯的工艺中改善的传递性质。
[0021] 因此，已知，基于用钡（或钡和钾）交换的沸石X的附聚的沸石吸附剂在液相中呈 现出良好的吸附二甲苯的性质和对于存在于芳族C8级分中的对-二甲苯的良好的选择性。
[0022] 此外，由WO 2008/009845知晓，沸石（一种或多种）的小的晶体与较大尺寸的相 同沸石的晶体相比通常促成较好的材料传递但较差的机械强度。
[0023] 本领域技术人员因此预期基于包括钡（或钡和钾）的具有小的晶体的沸石X的附 聚的沸石吸附剂呈现出良好的吸附对-二甲苯的性质、良好的选择性和良好的材料传递， 且因此预期这样的吸附剂在液相工艺（例如模拟逆流型的）中呈现出良好的分离存在于芳 族C8级分中的对-二甲苯的初始性能。
[0024] 现有技术教导附聚的吸附剂的沸石化使得可增加吸附容量。由现有技术，本领域 技术人员理解，在不先验地影响所述附聚的吸附剂的机械性质的情况下，其能够实施粘合 剂向沸石的完全转化以获得最大吸附容量。
[0025] 实际上，本发明人现已发现，在粘合剂向沸石的完全转化之后，机械性质并不总是 得以保持或最优化。因此仍然需要这样的附聚的沸石吸附剂：其呈现出良好的机械性质和 良好的选择性性质，特别是从由芳族C8级分分离二甲苯异构体的观点来看。本发明人因此 已发现，在吸附最适度和机械强度最适度之间存在折衷。
[0026] 因此，发明的目的在于提供，基于包括钡或钡和钾的具有小的晶体的沸石X的附 聚的沸石吸附剂，所述吸附剂组合了对于在液相工艺（例如模拟逆流型的）中分离存在于 芳族C8级分中的对-二甲苯而言的：
[0027] 〇良好的选择性，
[0028] 〇改善的材料传递，
[0029] 〇最佳的吸附容量，
[0030] 〇良好的机械强度。
[0031] 本发明人已发现，基于用如下的能沸石化的粘合剂附聚的具有小的晶体的沸石X 的沸石吸附剂不呈现出最大吸附容量或良好的机械强度：所述能沸石化的粘合剂的粘合剂 已经历完全或几乎完全的沸石化反应，以分别将所述粘合剂完全地或几乎完全地转化为活 性材料。
[0032] 本发明人已发现，在最大吸附 容量和高的机械强度之间的最佳折衷不是对于最大 的沸石化程度发生，而是对于如下的沸石化程度发生：其使得吸附剂的非沸石相的含量为 2重量％ -5重量％，相对于所述吸附剂的总重量。
【发明内容】
[0033] 因此，本发明的第一主题是附聚的沸石吸附剂，其具有最优化的性质，特别是对于 从芳族C8级分分离对-二甲苯。所述附聚的沸石吸附剂呈现出材料传递和对于对-二甲 苯的选择性的最大性质，同时呈现出与最优化的吸附容量组合的最大机械强度，且对于在 液相（优选为模拟逆流型的）中分离对-二甲苯的工艺中的使用是特别合适的。
[0034] 因此，本发明涉及基于沸石X的晶体和至少一种非沸石相的附聚的沸石吸附剂， 在所述吸附剂中：
[0035] -沸石X的晶体呈现出：
[0036] i.小于或等于1.7 μπκ优选小于或等于1.5 μπι和更优选小于或等于1.2 μπι的数 均直径，
[0037] ii.如下的Si/Al原子比率：1. OO-L 50、优选L 05-1. 50和更优选L 10-1. 50,包 括端点，
[0038] -非沸石相（NZP)的重量含量使得所述吸附剂的总重量的2. 0重量％〈NZP〈所述 吸附剂的总重量的5. 0重量％，优选使得所述吸附剂的总重量的3. 0重量％〈NZP〈所述吸 附剂的总重量的5. 0重量％，更优选使得所述吸附剂的总重量的3. 0重量％〈NZP〈所述吸 附剂的总重量的4. 0重量％，有利地使得所述吸附剂的总重量的3. 2重量％〈NZP〈所述吸 附剂的总重量的3. 7重量％，
[0039] -氧化钡（BaO)的重量含量大于23%、优选大于32 %和更优选大于33%，相对于 所述吸附剂的总重量，
[0040] -氧化钾K2O的重量含量小于9%、优选小于8%和更优选为0% -2%，有利地为 0% -1 %，包括端点，相对于所述吸附剂的总重量，和
[0041] -除BaO和K2O之外的碱金属或碱土金属离子的氧化物的总的重量含量小于5% 和优选为〇% -2%和有利地为0% -1%，包括端点，相对于所述吸附剂的总重量。
[0042] 根据本发明的附聚的沸石吸附剂为基于八面沸石型（通常以类型X的名称提 及）的沸石的晶体的吸附剂。术语"沸石X"理解为意指这样的沸石：其Si/Al原子比率为 1. 00-1. 50,包括端点；优选为1. 05-1. 50,包括端点；和还更优选为1. 10-1. 50,包括端点。
[0043] 在沸石X之中，现在普遍接受认可记为沸石LSX和沸石MSX的两个子组。沸石 LSX呈现出等于大约1的Si/Al原子比率且沸石MSX呈现出如下的Si/Al原子比率：大约 1.05-大约1. 15,包括端点。
[0044] 根据本发明的一种优选实施方式，沸石X的晶体呈现出如下的Si/Al原子比率： 1. 10-1. 50,包括端点。根据另一优选实施方式，沸石X的晶体为具有等于大约1的Si/Al 原子比率的沸石LSX的晶体。然而，本发明不排除吸附剂包括两种或若干种类型的如刚才 定义的沸石X的混合物。
[0045] 根据本发明的又一优选实施方式，沸石X的晶体的数均直径有利地为 0· 1 μ m-1. 5 μ m，更有利地为0· 1 μ m-1. 2 μ m，包括端点。
[0046] 因此，根据本发明的沸石吸附剂包括一种或多种沸石X的晶体和至少一种非沸石 相（NZP)，即对于吸附基本上是惰性的非晶相。根据本发明的吸附剂的结晶程度通过以首字 母缩拼词XRD为本领域技术人员所知晓的X-射线衍射分析测量。
[0047] 本发明的沸石吸附剂优选为附聚物形式，即其由一种或多种沸石的晶体和至少一 种包括至少一种附聚粘合剂的非沸石相构成，所述附聚粘合剂使得所述晶体彼此的粘着是 可能的。在本说明的续篇中，本发明的附聚的沸石吸附剂没有差别地记为附聚的沸石吸附 剂、沸石吸附剂或还更简单地记为附聚物。
[0048] 根据本发明的又一实施方式，沸石吸附剂呈现出如下的氧化钡（BaO)的重量含 量：33% -42%，包括端点，和典型地35% -38%，包括端点，相对于所述吸附剂的总重量。
[0049] 根据一种优选实施方式，根据本发明的沸石吸附剂呈现出如下的根据标准NF EN 196-2在950°C测量的烧失量：4. 0% -7. 7%、优选4. 5% -6. 5%和有利地4. 8% -6%，包括 端点。
[0050] 如上所指出的，根据本发明的沸石吸附剂令人惊奇地呈现出在吸附容量和机械强 度之间的最佳折衷。该机械强度通过适合于具有小于I. 6mm尺寸的附聚物的Shell Method Series SMS1471-74进行测量且通常大于或等于I. 8MPa、更通常大于或等于2MPa、和典型 地大于或等于2. IMPa。
[0051] 对于吸附容量，其通过吸附剂的微孔体积的测量而量化，该体积通过在真空下 在300°C脱气16小时之后在温度77K的氮气（N2)吸附通过Dubinin-Raduskevitch方程 进行评价。本发明的沸石吸附剂的微孔体积因此被测量为大于〇. 250cm3/g，典型地在从 0. 256cm3/g延伸到0. 288cm3/g的范围内。
[0052] 根据另一方面，本发明涉及用于制备如刚才所定义的附聚的沸石吸附剂的工艺， 该工艺至少包括如下的步骤：
[0053] a)用粘合剂和用二氧化硅来源使沸石X的晶体附聚，然后使附聚物成型，最后， 将所述附聚物干燥和煅烧，所述沸石X的晶体具有小于或等于1. 7 μπκ优选小于或等于 1. 5 μL?和更优选小于或等于1. 2 μL?的数均直径，具有如下的Si/Al原子比率：1. 00-1. 50、 优选1. 05-1. 50和还更优选1. 10-1. 50,包括端点，所述粘合剂包括至少80重量％、优选至 少90重量％、和更优选至少95重量％的能沸石化的粘土，
[0054] b)通过使在步骤a)中获得的附聚物与碱性碱溶液接触而使所述能沸石化的粘合 剂沸石化，
[0055] c)使步骤b)的附聚物通过与钡离子的溶液或钡离子和钾离子的溶液接触而进行 阳离子交换，
[0056] d)通过如下进行任选的阳离子交换：使步骤c)的附聚物与钾离子的溶液接触，
[0057] e)然后洗涤和干燥由此获得的附聚物，和
[0058] f)通过将在步骤e)中获得的附聚物活化而制造所述沸石吸附剂。
[0059] 步骤a)中使用的沸石X的晶体和附聚物中的沸石X的晶体的尺寸通过如下测量： 使用扫描电子显微镜（SEM)进行观察。该SEM观察还使得可证实在附聚物中存在包括例如 残余粘合剂（在沸石化步骤期间未转化的粘合剂）的非沸石相或任何其它无定形相。
[0060] 最普通的商业沸石X的晶体通常呈现出大于或等于1.8 μπι的直径。在本发明的 上下文中采用的晶体优选呈现出小于或等于1. 7 μπκ优选严格地小于1. 5 μπ?和还更好地 小于或等于1. 2 μπι的数均直径。其数均直径严格地小于1. 2 μπι的晶体被认为是非常小的 晶体。在本文件中，对于沸石晶体和对于附聚物，采用术语"数均直径"或"尺寸"。用于测 量这些量的方法随后在说明书中说明。
[0061] 附聚和成型（步骤a)可根据本领域技术人员已知的任何技术例如挤出、压实、附 聚等实施。所采用的附聚粘合剂（参见随后的定义）和沸石的比例典型地为现有技术的那 些，即5重量份-20重量份的粘合剂/95重量份-80重量份的沸石。由步骤a)得到的附聚 物，不论为珠、挤出物等的何种形式，通常具有这样的数均直径、或其长度（当它们不是球 形时的较大尺度）：〇. 4mm-2mm、特别是0. 4mm_0. 8mm和优选0. 4mm_0. 65mm，包括端点。
[0062] 在步骤a)结束时，可通过旋风分离和/或筛分除去附聚物的最细颗粒和/或在例 如挤出物的情况下可通过筛分或粉碎除去过大的颗粒。
[0063] 步骤a)中采用的附聚粘合剂包括至少80重量％、优选至少90重量％、更优选至 少95重量％和更特别地至少96重量％的能沸石化的粘土，且还可包括其它无机粘合剂例 如膨润土、绿坡缕石等。术语"能沸石化的粘土"理解为意指能够转化成沸石材料的粘土或 多种粘土的混合物，所述转化通常通过碱性碱溶液的作用进行。能沸石化的粘土通常属于 高岭土、高岭石、珍珠陶土、地开石、埃洛石和/或偏高岭土的系列。高岭土是优选的且是最 普遍使用的。
[0064] 由步骤a)中采用的沸石X形成的粉末可由主要包括、实际上甚至排它地包括钠阳 离子的沸石X例如沸石NaX(或13X)的晶体的合成得到，但使用已在NaX形式的合成和其 在步骤a)中的使用之间经历一次或多次阳离子交换的粉末将不背离本发明的范围。在这 种情况下，阳离子交换步骤c)和d)因此变成不必要的。
[0065] 任选的二氧化硅来源可为作为沸石合成方面的专家的本领域技术人员所知晓的 任何类型，例如胶态二氧化硅、硅藻、珍珠岩、飘尘、沙子或任何其它形式的固体二氧化硅。
[0066] 在步骤a)期间，除了由沸石X和粘合剂形成的粉末之外，还可添加添加剂，例如， 旨在促进附聚或改善所形成的附聚物的硬化的添加剂，例如木质素、淀粉、羧甲基纤维素和 本领域技术人员已知的其它添加剂。
[0067] 在于步骤a)中干燥之后，在通常为500°C _600°C的温度实施煅烧且煅烧使得可将 能沸石化的粘土、典型地高岭土转化成偏高岭土，其可接下来在沸石化步骤（步骤b))期间 被转化成沸石。其原理阐述于 D.W. Breck 的 "Zeolite Molecular Sieves"，John Wiley and Sons, New York (1973)，ρρ· 314-315 中。
[0068] 附聚粘合剂的沸石化根据现在为本领域技术人员所公知的任何方法实施且可例 如通过将来自步骤a)的产物浸渍在碱性碱溶液中而实施，所述碱性碱溶液通常为水溶液， 例如，氢氧化钠和/或氢氧化钾水溶液。
[0069] 本发明人已发现，对于以上定义的沸石吸附剂的类型，非沸石相的按重量计的最 小量不与床强度（BS)的最佳机械性质精确地一致 ，典型地BS大于或等于l.SMPa、优选大于 或等于2MPa。因此，必须精细地控制沸石化以获得在非沸石相（NZP)的按重量计的量和机 械强度、特别是BS之间的最佳折衷。如以上所指出的，本发明的附聚的沸石吸附剂呈现出 使得2.0% <NZP〈5.0%的非沸石相（NZP)的按重量计的量。
[0070] 可对待在根据本发明的沸石吸附剂的合成期间应用的沸石化的最佳程度具有影 响的参数特别是所使用的碱溶液的浓度、沸石化实施的温度和沸石化反应的持续时间，即 沸石吸附剂在使用的所述碱溶液中的停留时间。
[0071] 因此，根据本发明工艺的沸石化步骤使得可获得实现在吸附容量和机械强度、特 别是BS之间的最佳折衷的沸石吸附剂。随后被提供作为本发明的例证的实施例显示，该最 佳折衷通过调节碱性碱溶液的浓度、沸石化温度和沸石化持续时间而获得。
[0072] 作为总的规则，沸石化碱溶液的浓度优选为0. 5M-5M。沸石化优选在热的条件 下在大于环境温度的温度、和典型地在约80°C -100°C的温度、例如环境温度（即，大约 20°C )-沸石化碱溶液的沸点的温度实施。沸石化过程的持续时间通常为几十分钟-几小 时、优选大约1小时-8小时、更优选大约2小时-6小时。
[0073] 用钡交换沸石的阳离子的步骤c)根据本领域技术人员知晓的常规方法且通常通 过如下实施：使由步骤b)(或步骤d)得到的附聚物与水溶液中的钡盐例如氯化钡（BaCl2) 在环境温度_l〇〇°C和优选80°C -100°C的温度接触。为了快速地获得高含量（即优选大于 32重量％，相对于附聚物的总重量，和优选33重量％ -42重量％和有利地35重量％ -38重 量％，相对于附聚物的总重量）的氧化钡，优选用相对于期望交换的沸石的阳离子大大过 量、典型地过量约10-12倍的钡离子进行操作，有利地通过实施相继的交换进行操作。
[0074] 任选的用钾的交换（步骤d)可在用钡的交换（步骤c)之前和/或之后实施。如 以上所指出的，还可在步骤a)中使由已经包括钾离子（在步骤a之前，存在于起始沸石X 中的阳离子、典型地钠阳离子用钾离子的预交换）的沸石X形成的粉末附聚和用步骤d)分 配（或不分配）。
[0075] 随后实施洗涤操作，通常和优选使用水，随后对由此获得的附聚物进行干燥操作。
[0076] 跟着该干燥操作的活化常规地根据本领域技术人员已知的方法，例如在通常为 100°C _400°C、优选200°C _300°C的温度实施。该活化步骤e)具有如下目的：以对于所展望 的用途是最佳的方式固定吸附剂的水含量和烧失量。活化通常通过热活化实施，所述热活 化优选在200°C _300°C实施作为所期望的水含量和所期望的烧失量的函数而确定的时间、 典型地1-6小时。
[0077] 本发明还涉及以上描述的沸石吸附剂作为能够有利地替代在文献中描述的基于 包括氧化钡的沸石X或基于包括氧化钡和氧化钾的沸石X的吸附剂、且特别是在以下列出 的用途中的用途：
[0078] ?芳族C8异构体的级分且特别是二甲苯的分离，
[0079] ?取代的甲苯异构体例如硝基甲苯、二乙基甲苯、甲苯二胺等的分离，
[0080] ?甲酚的分离，
[0081] 鲁多羟基醇例如糖类的分离。
[0082] 本发明特别涉及对在液相工艺中和在气相工艺中采用的用于从具有8个碳原子 的芳族异构体的级分收取对-二甲苯的工艺的改进，其在于使用根据本发明的附聚的沸石 吸附剂作为用于吸附对-二甲苯的试剂，所述工艺优选在解吸剂的存在下实施。
[0083] 因此，可通过（分批（batch))制备性的吸附液相色谱法和有利地连续地在模拟移 动床中，即在模拟逆流条件下或在模拟并流条件下、更特别地在模拟逆流条件下分离所期 望的产物（对-二甲苯）。
[0084] 模拟逆流型的工业吸附装置的操作条件通常如下：
[0085] 床的数量：6-30，
[0086] 区的数量：至少4个操作区，各自位于进料点和取出点之间，
[0087] 温度：10(TC -250°C，优选 150°C -190°C，
[0088] 工业装置的压力：二甲苯在工艺温度下的气泡压力至3MPa，
[0089] 解吸剂对原料流速的比率：对于单独的（单独站立的）吸附装置为0. 7-2. 5,例如 0. 9-1. 8,和对于与结晶装置组合的吸附装置为0. 7-1. 4，
[0090] 再循环程度：2. 5-12,优选3· 5-6。
[0091] 关于该主题，可参照专利US 2 985 589、US 5 284 992和US 5 629 467的教导。
[0092] 模拟并流工业吸附装置的操作条件通常与在模拟逆流条件下操作的那些相同，除 了再循环程度（其通常为0.8-7)之外。关于该主题，可参照专利US 4 402 832和US 4 498 991〇
[0093] 解吸溶剂可为本领域技术人员所知晓的任何解吸剂，其具有比原料的沸点低的沸 点，例如甲苯，以及具有比原料的沸点大的沸点的解吸剂例如对-二乙基苯（PDEB)。根据本 发明的吸附剂对于吸附存在于芳族C8级分中的对-二甲苯的选择性在它们在900°C测量的 烧失量通常为4. 0% -7. 7 %和优选4. 7% -6. 7 %时是最佳的。
【附图说明】
[0094] 图1中提供了作为使得可控制沸石化的因素之一（其在这种情况下为沸石化反应 的持续时间）的函数的在床机械强度（BS)方面和在非沸石相（NZP)的含量方面的变化。出 乎预料地，该图显示，以降低非沸石相的含量为目的延长沸石化时间相反地导致在结晶相 方面和同时在沸石吸附剂的床机械强度方面的急剧降低。因此，必须精细地控制沸石化反 应以获得呈现出在吸附方面是最佳的容量和在床机械强度方面是最佳的机械性质两者的 沸石吸附剂。
[0095] 表征技术
[0096] 对晶体的粒度测定：
[0097] 通过使用扫描电子显微镜（SEM)的观察评价步骤a)中使用的沸石X的晶体和存 在于附聚物中的沸石X的晶体的数均直径。
[0098] 为了对样品评价沸石晶体的尺寸，以至少5000的放大倍率拍摄一组照片。随后使 用专用软件例如来自编程者LoGraMi的Smile View软件测量至少200个晶体的直径。精 度为约3%。
[0099] 沸石吸附剂的化学分析-Si/Al比率和交换程度：
[0100] 可根据本领域技术人员已知的不同的分析技术实施在以上描述的步骤a)_f)结 束时获得的最终产物的元素化学分析。在这些技术之中，可提及在波长色散谱仪（WDXRF) 例如来自Bruker的Tiger S8上通过X-射线焚光进行化学分析的技术，例如描述于 Standard NF EN ISO 12677:2011 中的。
[0101] X-射线荧光是利用原子在X-射线区中的光致发光来确定样品的元素组成的非破 坏性的光谱技术。原子的激发（通常通过X射线束或通过用电子进行轰击）在回到原子 的基态之后产生特别的辐射。X-射线荧光光谱具有不太依赖于元素的化学组合的优点，这 既定量地又定性地提供精确的测定。常规地，在校准之后，对于各氧化物，获得小于0. 4重 量％的测量不确定度。
[0102] 这些元素化学分析使得既可确认附聚物内的沸石的Si/Al原子比率又可确认在 步骤c)中和在任选的步骤d)中描述的离子交换的品质。在本发明的描述中，Si/Al原子 比率的测量不确定度为±5%。
[0103] 离子交换的品质与在交换之后残留在附聚的沸石吸附剂中的氧化钠 Na2O的摩尔 数有关。更特别地，通过如下评价用钡离子的交换程度：评价氧化钡BaO的摩尔数对组合 BaCHNa2O的摩尔数的比率。同样地，通过如下评价用钡和钾离子的交换程度：评价组合氧化 钡+氧化钾（BaCHK2O)的摩尔数对组合BaCHK2CHNa2O的摩尔数的比率。应注意，不同氧化 物的含量作为相对于无水沸石吸附剂的总重量的重量百分数给出。
[0104] 对沸石吸附剂的粒度测定：
[0105] 通过如下测定在附聚和成型步骤a)结束时获得的沸石吸附剂的数均直径：通过 使用使得附聚物的样品可在照相机镜头前面通过的传送带根据标准ISO 13322 - 2:2006 进行成像而对所述样品的粒度分布进行分析。
[0106] 随后通过应用标准ISO 9276-2:2001而由粒度分布计算数均直径。在本文件中， 对于附聚的沸石吸附剂，采用术语"数均直径"或"尺寸"。对于本发明的附聚物的尺寸范围， 精度为约〇. 01mm。
[0107] 沸石吸附剂的机械强度：
[0108] 根据 She 11 Me thod Ser i e s SMS147 1-74 (She 11 Me thod Ser i e s SMS1471-74 "Determination of Bulk Crushing Strength of Catalysts. Compression-Sieve Method)，结合由 Vinci Technologies 出售的"BCS Tester"设备来表 征如本发明中描述的沸石吸附剂的床的抗压强度。最初旨在用于的催化剂的表征 的该方法基于425 μ m筛的使用，所述425 μ m筛将使得可特别是分离在压碎期间产生的细 粒。425 μ m筛的使用对于具有大于1.6mm的直径的颗粒仍是合适的，但必须根据对期望表 征的附聚物的粒度测定进行调节。
[0109] 本发明的附聚物，通常为珠或挤出物的形式，通常具有如下的数均直径或长 度，即在非球形附聚物的情况下较大的尺度：〇· 4mm-2mm、特别是0· 4mm-0. 8mm和优选 0.4mm-0.65mm。因此，使用 200 μπι 筛代替在标准 Shell Method SMS1471-74 中的 425 μπι 筛。
[0110] 测量方案如下：将预先用合适的筛（200 μm)筛分且预先在烘箱中在250°C (代替 在标准Shell Method SMS1471-74中提到的300°C )干燥至少2小时的20cm3附聚物的样 品置于具有已知内部截面的金 属圆筒中。经由活塞通过5cm3钢珠的床对该样品逐步地施 加渐增的力以实现由活塞施加在附聚物上的力的更好分布（对于具有严格地小于I. 6_的 直径的球形形状的颗粒，使用具有2_直径的珠）。通过筛分（200 μ m的合适的筛）分离在 各压力阶段获得的细粒并将其称重。
[0111] 经由通过筛的累积细粒的量总计为样品的〇. 5重量％时以兆帕（MPa)计的压力确 定床抗压强度。该值是通过在图上绘制作为施加到沸石吸附剂的床的力的函数获得的细粒 的重量和通过内插到0.5重量％累积细粒而获得的。床抗压机械强度典型地为几百kPa-几 十MPa且通常为0. 3MPa-3. 2MPa。精度常规地小于0.1 MPa。
[0112] 沸石吸附剂的非沸石相：
[0113] 根据以下方程计算沸石化之后的非沸石相例如残余的非沸石化的粘合剂或任何 其它无定形相的含量：
[0114] NZP = 100 - Σ (ZP)，
[0115] 其中ZP表示在本发明的意义范围内的沸石X的级分的量的总和。
[0116] 通过以首字母缩拼词XRD为本领域技术人员所知晓的X-射线衍射分析测量沸石X 的级分的量。在具有Bruker商标的设备上实施该分析，然后通过来自Bruker的TOPAS软 件评价沸石X的级分的量。
[0117] 微孔体积：
[0118] 还通过测量附聚物的微孔体积来评价它们的结晶度，将所述附聚物的微孔体积与 适当的参比物（在阳离子处理条件下是100%结晶的沸石，其为相同的或理论的沸石）的微 孔体积进行比较。该微孔体积由在气体例如氮气的液化温度下测量其吸附等温线而确定。 在吸附之前，将沸石吸附剂在真空（P〈6. 7X I(T4Pa)下在300°C -450°c脱气9小时-16小时 的时间。随后在来自Micromeritics的ASAP 2010M型设备上测量在77K的氮气吸附等温 线，在具有0. 002-1的比率PziPtl的相对压力下取至少35个测量点。由所获得的等温线根据 Dubinin和Raduskevitch确定微孔体积，其中应用标准ISO 15901-3:2007。根据Dubinin 和Raduskevitch评估的微孔体积以cm3液体吸附物/克吸附剂表示。测量中的不确定度 为 ±0. 003g/cm3。
[0119] 沸石吸附剂的烧失量：
[0120] 在氧化性气氛中通过将样品在空气中在950°C ±25°C的温度煅烧而测定烧失量， 如在标准NF EN 196-2(2006年4月）中所描述的。测量标准偏差小于0.1%。
[0121] 通过穿透（breakthrough)表征液相吸附：
[0122] 用于表征液相中的分子在多孔固体上的吸附的技术为由Ruthven在"Principles of Adsorption and Adsorption Processes"（第8 和 9 章 ，John Wiley&Sons，1984)中描 述的"穿透"技术，其将穿透曲线技术定义为对一类可吸附的成分的注入的响应的研宄。穿 透曲线的平均离开时间（第一要素）的分析提供关于吸附的量的信息且还使得可评价在两 种可吸附的成分之间的选择性，即分离因子。用作示踪剂的不可吸附的成分的注入被推荐 用于评价非选择性的体积。穿透曲线的分散（第二要素）的分析使得可评价理论塔板的等 效高度，其基于通过有限数量的被理想地搅拌的假想反应器（理论级）表示塔，其是体系的 轴向分散和对材料传递的阻力的直接度量。 实施例
[0123] 实施例A :具有1. 25的Si/Al原子比率、具有1. 0 μπι的数均直径和具有1的Na/ Al原子比率的沸石X的晶体的合成
[0124] 通过将下列反应物混合而制备具有摩尔组成3. 5Na20、2. 8Si02, Al2O3和130H20的 凝胶：硅酸钠、铝酸钠和水。将所述凝胶在35°C熟化20小时并在100°C实施结晶4小时。
[0125] 在过滤和洗涤之后获得的晶体通过X-射线衍射分析（XRD分析）被确定为八 面沸石晶体。该固体的化学分析给出1.25的Si/Al原子比率。由如在技术表征部分 所描述的Dubinin-Raduskevitch方程评价且以cm3/克干燥吸附剂表示的微孔体积为 0. 345±0. 003cm3/g。沸石晶体的尺寸通过扫描电子显微镜法进行分析且显示它们的数均 直径为1. 〇 μ m。
[0126] 实施例B : Si/Al = 1. 20、直径0. 8 μπι的沸石X的晶体的合成
[0127] 通过使用涡轮式混合机将如下反应物混合而制备具有摩尔组成4Na20、2. SSiO2. Al2O3和130H20的凝胶：硅酸钠、铝酸钠和水。容许凝胶在35°C熟化20小时并在100°C实施 结晶4小时。
[0128] 在过滤和洗涤之后获得的晶体通过X-射线衍射分析（XRD分析）被确定为 八面沸石晶体。该固体的化学分析给出1.20±0.03的Si/Al原子比率。由如以上所 描述的Dubinin-Raduskevitch方程评价且以cm3/克干燥吸附剂表示的微孔体积为 0. 344±0. 003cm3/g。沸石晶体的尺寸通过扫描电子显微镜法进行分析：它们的数均直径为 0· 8 μ m〇
[0129] 沸石吸附剂的制各
[0130] 用105g高岭土（作为经煅烧的等同物（对应物，equivalent)表示）和45g以商 品名Klebosolκ 30出售的胶态二氧化硅（包括30重量％的SiOjP 0. 5%的Na 20)、以及使 得可进行混合物的挤出的量的水制备均匀的混合物且使根据实施例A或实施例B中描述的 程序制备的800g沸石NaX的晶体附聚。将挤出物干燥、压碎，以收取其数均直径等于0. 7mm 的粒料，然后在550°C在氮气流下煅烧2小时。
[0131] 实施例1
[0132] 将200g由在实施例A中合成的粉末获得的附聚物置于装有调节在100°C ±1°C的 温度的夹套的玻璃反应器中，然后添加1. 5升2. 5M氢氧化钠水溶液，让反应介质搅拌如下 表中所示的可从1小时到8小时变化的时间。
[0133] 随后将附聚物以3次相继的用水洗涤的操作进行洗涤，随后排空反应器。通过测 得10. 0-10. 5的含水洗涤液的最终pH，确定洗涤是有效的。
[0134] 将这些附聚物以4个步骤用于在95°C的通过0. 5M氯化钡水溶液的作用的阳离子 交换反应。在各步骤中，溶液的体积对固体的重量的比率为20ml/g，且在每一时机，使交换 持续4小时。在各交换之间，将固体洗涤若干次，以使其不含过量的盐。随后将附聚物在 80°C干燥2小时并最终在250°C在氮气流下活化2小时。
[0135] 通过以上描述的所有分析技术对各产物进行表征以测定：非沸石相（NZP)的含 量、根据Dubinin-Raduskevitch的微孔体积（DR体积）和床机械强度（BS)。结果在表1中 给出。
[0136] 对于各样品，如上所述测量的烧失量为5.4% ±0. 1%。由通过如在表征技术 中所描述的WDXRF进行的氧化钡和氧化钠的元素分析所计算的附聚物的钡交换程度为 99. 7±0· 2%〇
[0137] -表 1-
[0138]
[0139] 表1的值以图形形式在图1中给出。发现，获得组合了最大吸附容量和最大机械 强度两者的附聚的沸石吸附剂是不可能的。于是对于相对于附聚物的重量的且通过XRD测 量的2重量％ -5重量％的非沸石相（NZP)含量，获得最佳吸附容量/最佳机械强度折衷。
[0140] 实施例2:以不同氢氣化钠浓度的试骑
[0141] 将200g由在实施例A中合成的粉末获得的附聚物置于装有调节在100°C ±1°C的 温度的夹套的玻璃反应器中，然后添加1. 5升具有如表2中所示的0. 5M-5. 5M浓度的氢氧 化钠水溶液，且让反应介质搅拌4-5小时的持续时间。
[0142] 随后将附聚物以3次相继的用水洗涤的操作进行洗涤，随后排空反应器。通过测 量含水洗涤液的最终pH(其为10. 0-10. 5)，确定洗涤是有效的。
[0143] 将这些附聚物以4个步骤通过0. 5M氯化钡溶液在95°C如在实施例1中所描述地 进行交换。在各步骤中，溶液的体积对固体的重量的比率为20ml/g，且在每一时机，使交换 持续4小时。在各交换之间，将固体洗涤若干次，以使其不含过量的盐。随后将附聚物在 80°C干燥2小时并最终在250°C在氮气流下活化2小时。
[0144] 通过以上描述的所有分析技术对各产物进行表征以确定：烧失量、非沸石相的含 量、微孔体积和机械强度。结果在下表2中给出。
[0145] 由通过如在表征技术中所描述的WDXRF进行的氧化钡和氧化钠的元素分析所计 算的附聚物的钡交换程度为99. 6±0. 2%。对于各样品，如上所述测量的烧失量为5. 3% ±0. 1%〇
[0146] -表 2-
[0147]
[0148] 发现，获得组合了最大吸附容量和最大机械强度两者的附聚的沸石吸附剂是不可 能的。于是对于相对于附聚物的重量的且通过XRD根据以上所述的方法测量的约3重量％ 的非沸石相（NZP)含量，获得最佳吸附容量/最佳机械强度折衷。
[0149] 实施例3:基于0. 8 Um的NaX晶体的附聚物
[0150] 将200g由在实施例B中合成的粉末获得的附聚物置于装有调节在100°C ±1°C的 温度的夹套的玻璃反应器中，然后添加1. 5升具有100g/l的浓度的氢氧化钠水溶液，且让 反应介质搅拌如下表中所示的可从1小时到8小时变化的时间。
[0151] 随后将附聚物以3次相继的用水洗涤的操作进行洗涤，随后排空反应器。通过测 量含水洗涤液的最终pH(其为10. 0-10. 5)，确定洗涤是有效的。
[0152] 将这些附聚物以4个步骤通过0. 5M氯化钡水溶液在95°C如在实施例1中所描述 地进行交换。在各步骤中，溶液的体积对固体的重量的比率为20ml/g，且在每一时机，使交 换持续4小时。在各交换之间，将固体洗涤若干次，以使其不含过量的盐。随后将附聚物在 80° C干燥2小时并最终在250°C在氮气流下活化2小时。
[0153] 通过以上描述的所有分析技术对各产物进行表征以确定：烧失量、非沸石相的含 量、微孔体积和机械强度。结果在下表3中给出。
[0154] 由通过如在表征技术中所描述的WDXRF进行的氧化钡和氧化钠的元素分析所计 算的附聚物的钡交换程度为99. 7±0. 2%。对于各样品，如上所述测量的烧失量为5. 3% ±0. 1%〇
[0155] -表 3-
[0156]
[0157] 实施例4:基于NaMSX晶体的附聚物
[0158] 将200g从由NaMSX形成的粉末获得的附聚物（K. Schumann等，Microporous和 Mesoporous Materials，154(2012)，119-123)置于装有调节在100±1°C的温度的夹套的玻 璃反应器中，然后添加1. 5升具有100g/l的浓度的氢氧化钠水溶液，且让反应介质搅拌如 下表4中所示的可从1小时到8小时变化的时间。
[0159] 随后将附聚物以3次相继的用水洗涤的操作进行洗涤，随后排空反应器。通过测 量含水洗涤液的最终pH(其为10. 0-10. 5)，确定洗涤是有效的。
[0160] 将这些附聚物以4个步骤通过0. 5M氯化钡溶液在95°C如在实施例1中所描述地 进行交换。在各步骤中，溶液的体积对固体的重量的比率为20ml/g，且在每一时机，使交换 持续4小时。在各交换之间，将固体洗涤若干次，以使其不含过量的盐。随后将附聚物在 80°C干燥2小时并最终在250°C在氮气流下活化2小时。
[0161] 通过以上描述的所有分析技术对各产物进行表征以确定：烧失量、非沸石相的含 量、微孔体积和机械强度。结果在下表4中给出。
[0162] 由通过如在表征技术中所描述的WDXRF进行的氧化钡和氧化钠的元素分析所计 算的附聚物的钡交换程度为99. 8±0. 2%。对于各样品，如上所述测量的烧失量为5. 4% ±0. 1%〇
[0163] -表 4-
[0164]
[0165] 实施例5 :穿诱试骑
[0166] 随后对实施例1和3中描述的附聚的沸石吸附剂实施穿透（迎头（frontal)色谱 法）试验以评价它们的效力。对于这些试验所使用的吸附剂的量为大约74g。
[0167] 用于获得穿透曲线的程序如下：
[0168] 鲁经由筛将柱填充并将其安装在试验床中。
[0169] ?用溶剂（对-二乙基苯）在环境温度下进行填充。
[0170] ?在溶剂流（5cm3/分钟）下逐渐升高至吸附温度。
[0171] ?当达到吸附温度时以IOcm3/分钟注入溶剂。
[0172] ?溶剂/原料相互交换以注入原料（IOcm3/分钟）。
[0173] ?随后将原料的注入保持足以达到热力学平衡的时间。
[0174] ?收集和分析来自穿透的流出物。
[0175] 压力对于将原料保持在液相是充足的，即为IMPa。吸附温度为175°C。
[0176] 原料的组成如下：
[0177] ?对-二甲苯：45重量％
[0178] ?间-二甲苯：45重量％
[0179] 鲁异-辛烷：10重量％ (后者用作示踪剂以评价非选择性体积且未牵涉到分离 中）
[0180] 由如在表征技术中描述的穿透曲线的分析得到的结果记录在下表5中且将其与 用根据现有技术的吸附剂（专利FR 2 903 978的实施例4)由在与以上描述的相同条件下 实施的穿透试验获得的结果相比较。
[0181] -表 5-
[0182]
[0183] (I)LOI:烧失量
[0184] (2)容量以cm3吸附的芳族C 8烃/克原样的吸附剂表示
[0185] (3)PX:对-二甲苯；MX:间-二甲苯
[0186] 发现，与现有技术的吸附剂、特别是FR 2 903 978中描述的那些相比，根据本发 明的附聚的沸石吸附剂同时组合了改善的容量、改善的选择性和改善的材料传递。
【主权项】
1.附聚的沸石吸附剂，其基于沸石X的晶体和至少一种非沸石相，在所述吸附剂中： -沸石X的晶体呈现出：1. 小于或等于I. 7ym、优选小于或等于I. 5ym和更优选小于或等于I. 2ym的数均直 径， ii.如下的Si/Al原子比率：1.OO-L50、优选L05-1. 50和更优选L10-1. 50,包括端 点， -非沸石相（NZP)的重量含量使得所述吸附剂的总重量的2. 0重量％〈NZP〈所述吸附 剂的总重量的5. 0重量％，优选使得所述吸附剂的总重量的3. 0重量％〈NZP〈所述吸附剂 的总重量的5. 0重量％，更优选使得所述吸附剂的总重量的3. 0重量％〈NZP〈所述吸附剂 的总重量的4. 0重量％，有利地使得所述吸附剂的总重量的3. 2重量％〈NZP〈所述吸附剂 的总重量的3. 7重量％， -氧化钡（BaO)的重量含量大于23%、优选大于32%和更优选大于33重量％，相对于 所述吸附剂的总重量， -氧化钾K2O的重量含量小于9 %、优选小于8 %和更优选为0% -2 %和有利地为 0% -1 %，包括端点，相对于所述吸附剂的总重量，和 -除BaO和K2O之外的碱金属或碱土金属离子的氧化物的总的重量含量小于5%、和优 选为0% -2%和有利地为0% -1%，包括端点，相对于所述吸附剂的总重量。2. 根据权利要求1的吸附剂，其中沸石X的晶体的数均直径有利地为0.Iym-1. 5ym、 更有利地为〇?Ium-1. 2ym，包括端点。3. 根据权利要求1或权利要求2的吸附剂，其中氧化钡（BaO)的含量按重量计为 33% -42%，包括端点，和典型地为35% -38%，包括端点，相对于所述吸附剂的总重量。4. 根据前述权利要求中任一项的吸附剂，根据标准NFEN196-2在950°C测量的其烧 失量在广义上为4.0% -7. 7%、优选为4. 5% -6. 5%和有利地为4. 8% -6%，包括端点。5. 根据前述权利要求中任一项的吸附剂，其为附聚物形式，其数均直径为0. 4mm-2mm、 特别是〇? 4mm_0. 8mm和优选为0? 4mm_0. 65mm，包括端点。6. 用于制备根据前述权利要求中任一项的吸附剂的工艺，至少包括如下步骤： a) 用粘合剂和用二氧化硅来源使沸石X的晶体附聚，然后使附聚物成型，最后，将所 述附聚物干燥和煅烧，所述沸石X的晶体具有小于或等于I. 7ym、优选小于或等于I. 5ym 和更优选小于或等于I. 2ym的数均直径，具有如下的Si/Al原子比率：1. 00-1. 50、优选 1. 05-1. 50和还更优选1. 10-1. 50,包括端点，所述粘合剂包括至少80重量％、优选至少90 重量％、和更优选至少95重量％的能沸石化的粘土， b) 通过使在步骤a)中获得的附聚物与碱性碱溶液接触而使所述能沸石化的粘合剂沸 石化， c) 使步骤b)的附聚物通过与钡离子的溶液或钡离子和钾离子的溶液接触而进行阳离 子交换， d) 通过如下进行任选的阳离子交换：使步骤c)的附聚物与钾离子的溶液接触， e) 然后洗涤和干燥由此获得的附聚物，和 f) 通过将在步骤e)中获得的附聚物活化而制造所述沸石吸附剂。7. 根据权利要求6的制备工艺，其中沸石化步骤b)用其浓度为0. 5M-5M的碱溶液实 施。8. 根据权利要求6或权利要求7的工艺，其中实施沸石化步骤b)几十分钟-几小时、 优选大约1小时-8小时、更优选大约2小时-6小时的时间。9. 根据权利要求1-5中任一项的吸附剂，其能够根据权利要求6-8中任一项的工艺获 得。10. 根据权利要求1-5中任一项或根据权利要求9的吸附剂在如下工艺中的用途： ?芳族C8异构体的级分且特别是二甲苯的分离， ?取代的甲苯异构体例如硝基甲苯、二乙基甲苯、甲苯二胺等的分离， ?甲酚的分离， ?多羟基醇的分离。11. 根据权利要求10的用途，其用于从具有8个碳原子的芳族异构体的级分分离 对-二甲苯。12. 从包括8个碳原子的芳族烃异构体的级分收取对-二甲苯的工艺，其在液相中通过 在解吸剂的存在下用根据权利要求1-5中任一项或权利要求9的吸附剂吸附对-二甲苯而 进行。13. 根据权利要求12的收取对-二甲苯的工艺，其为模拟移动床型。14. 根据权利要求12的收取对-二甲苯的工艺，其为模拟逆流型。15. 根据权利要求12的收取对-二甲苯的工艺，其为模拟并流型。16. 从包括8个碳原子的芳族烃异构体的级分收取对-二甲苯的工艺，其在气相中通过 在解吸剂的存在下用根据权利要求1-5中任一项或权利要求9的吸附剂吸附对-二甲苯而 进行。17. 根据权利要求12-16中任一项的收取对-二甲苯的工艺，其中所述解吸剂选自甲苯 和对-二乙基苯。18. 用于分离多羟基醇的工艺，其采用根据权利要求1-5中任一项或权利要求9的吸附 剂。19. 用于分离取代的甲苯异构体例如硝基甲苯、二乙基甲苯或甲苯二胺的工艺，其采用 根据权利要求1-5中任一项或权利要求9的吸附剂。20. 用于分离甲酚的工艺，其采用根据权利要求1-5中任一项或权利要求9的吸附剂。
【专利摘要】本发明涉及沸石吸附剂，其基于包括钡的沸石X的小的附聚的晶体，组合了在选择性和机械强度方面的最佳性质。这些吸附剂具有在芳族C8异构体的级分且特别是二甲苯的分离中、在取代的甲苯异构体例如硝基甲苯、二乙基甲苯或甲苯二胺的分离中、在甲酚的分离中和在多羟基醇例如糖类的分离中的应用。
【IPC分类】C07C37/82, B01J20/18, C07C29/76, C07C7/13, B01J20/28
【公开号】CN104902992
【申请号】CN201380064806
【发明人】L.布维尔, S.凯杰, C.拉罗什, P.莱夫莱维
【申请人】塞卡股份公司, Ifp新能源公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年12月10日
【公告号】CA2894606A1, EP2931417A1, US20150306565, WO2014090771A1, WO2014090771A9
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