專利名稱：從芳烴中吸附分離間二甲苯的改進方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種可將間二甲苯從含有其它二甲苯的復雜芳烴混合物中吸附分離出來的改進方法，具體地說，本發(fā)明涉及的改進方法是采用某種硅鋁酸鹽沸石分子篩并結合不同的吸附溫度和分子篩含水量進行選擇性液相吸附來回收間二甲苯。
本領域技術人員都很熟悉一些可用于芳烴分離操作的吸附分離方法，在這些方法中沸石吸附劑的使用在文獻中都有大量的論述，例如美國專利US—A—3840610提出NaY型沸石可將間二甲苯與對二甲苯分離。
美國專利US—A—4306107論述了含水2—7％(重量)的NaY型沸石可用來從其它二甲苯混合物中回收間二甲苯，這篇專利同時還討論了使用甲苯為脫附劑，以及沸石與氧化硅、氧化鋁和粘土一起使用的可能性。
美國專利US—A—4326092也論述了用交換Na后的Y型沸石將間二甲苯從二甲苯的混合物中回收，這篇專利按二氧化硅和氧化鋁比論述了適用的吸附劑，所例示的溫度為150℃。
在本發(fā)明的一個實施方案，本發(fā)明是一種將間二甲苯從由間二甲苯及至少一種其它C8芳烴組成的混合物中分離出來的方法其中在吸附條件下，將混合物與一種含鈉離子的Y型沸石的吸附劑接觸，上述吸附劑選擇性吸附間二甲苯，而上述混合物中不被吸附的部分在與上述吸附劑接觸后排出，然后在脫附條件下，將間二甲苯用一種脫附劑脫附回收，進一步的特征在于吸附條件包括溫度在100—150℃之間，吸附劑的含水量為500℃時LOI是1.5～3.0％(重量)。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方案中，本發(fā)明是一種將間二甲苯從間二甲苯與至少一種其它二甲苯的混合物中分離出來的方法其中在液相吸附條件下，將所述的混合物與一種由Y型沸石和一種無定形粘結劑構成的吸附劑接觸，在所述的吸附劑上間二甲苯被選擇性吸附，而所述混合物中不被吸附的部分在與所述吸附劑接觸后排出。然后在脫附條件下，將間二甲苯用一種脫附劑脫附回收，其進一步特征在于吸附劑的含水量為500℃時LOI是1.5—3.0％，沸石含有鋰和鈉兩種離子，吸附條件包括溫度為100—150℃。
間二甲苯是一種很有用的商品，可生產許多有用的產品，包括殺蟲劑和間苯二甲酸，一般在石腦油重整區(qū)的流出液中都含有高濃度的芳烴，曾經有人提出采用與現(xiàn)在回收對二甲苯相同的吸附方法從這樣的富芳烴混合物中回收間二甲苯，也有人提出在回收其它所需的二甲苯異構體之前或之后從二甲苯異構化裝置中循環(huán)的工藝料流中回收間二甲苯，可參見美國專利US—A—3700744，US—A—3729523和US—A—3773846。美國專利US—A—4585526也曾提出用萃取蒸餾法來回收間二甲苯。但是間二甲苯的回收在工業(yè)上并不成功，并且在上述方法中許多間二甲苯被簡單地轉化成其它物質，如苯或對二甲苯。
也曾考慮用吸附分離方法來回收間二甲苯，已經發(fā)現(xiàn)了可從含其它一種或兩種二甲苯異構體混合物中將間二甲苯選擇性地分離出來的吸附劑。例如已知可將NaY型沸石吸附劑與作為脫附劑的甲苯聯(lián)合使用就非常適合這種分離方法。但是將這個體系小規(guī)模試驗時，發(fā)現(xiàn)有兩個很可能會阻礙大規(guī)模工業(yè)化生產的缺點，這兩個缺點是(1)吸附劑體積與進料料流的體積之比(A/F比)過高，而這一點會使工業(yè)化規(guī)模的設備費用過高；(2)在鄰二甲苯濃度較高時，操作性能較差，如在某些進料流中發(fā)生的情況，以及在本發(fā)明操作過程中選用的模擬逆流流動床吸附裝置的某些區(qū)段中發(fā)生的情況。
本發(fā)明的目的是提出一種從其它C8基烴中工業(yè)化分離間二甲苯的改進方法，另外一個目的是提出一種從富含二甲苯的烴餾分中回收間二甲苯的改進吸附方法。
通過采用含Y型沸石的吸附劑，并結合特定的脫附劑和工藝條件就可達到這兩個目的。為了完全滿足上述的兩個目標的需要，必須嚴格控制特定的工藝溫度和吸附劑含水量。美國專利US—A—3130007對Y型沸石進行了一般性地介紹，在本發(fā)明的方法中采用的Y型沸石，其骨架二氧化硅和氧化鋁比優(yōu)選是在4.0∶1和6.0∶1之間，最好是小于5.5∶1。
在本發(fā)明的一個實施方案中采用的是NaY型沸石，在另一個優(yōu)選的實施方案中，少部分原來的鈉離子被鋰離子交換，本領域技術人員所熟知的離子交換方法都可用來制備本發(fā)明所用的沸石，優(yōu)選至少有5％(摩爾)鈉離子被鋰離子交換，最好是至少有10％到15％(摩爾)的鈉離子被鋰離子交換。沸石所含的鋰應少于50％，較好的是少于40％，最好是少于35％的鋰離子，因此鋰交換的范圍較合適的是從5％到35％，最好是10％到30％。
本領域的技術人員都知道，在一個具體的分離過程中，吸附劑的性能很大程度上受到若干與其組成無關的因素的影響，例如操作條件、進料料流組成、含水量和脫附劑組成等，但吸附劑組成的性質則取決若干互相關聯(lián)的變量。
吸附劑組成中的一個很重要變量是吸附劑的含水量，在本文中用公認的燒失量(LOI)試驗來表示這一變量，例如上文提到的Broughton就曾報道較佳的含水量為2—7％。在本文的燒失量試驗中，沸石吸附劑的揮發(fā)物含量是由重量差來確定的，即在500℃下將吸附劑置于惰性氣體如氮氣中吹掃一段時間，使其達到恒重，稱量其干燥前后的重量，得到這一重量差值。在500℃下煅燒2小時后的重量差與樣品原來重量之比的百分數(shù)就稱為500℃時的燒失量(LOI)，為了滿足本發(fā)明的需要，必須控制LOI值大于1.5％，吸附劑的含水量優(yōu)選是在500℃的LOI小于3.5％，最好是1.5％到3.0％(重量)之間，最好LOI值是2.0％到2.5％。
一般來說，用于分離過程的吸附劑顆粒都含有小的沸石晶粒，它們被分散于無定形的無機粘結劑如氧化鋁或粘土中，優(yōu)選含氧化鋁和二氧化硅的粘土粘結劑如Minugel。通常在吸附劑顆粒中的沸石含量占不揮發(fā)組分的75％到98％(重量)，通常將吸附劑在900℃下煅燒，除去揮發(fā)物后，來測定不揮發(fā)組分的重量。吸附劑中的非沸石組分通常都是一種無機基體材料，它們與沸石小顆粒形成致密混合物，該基體材料可以是沸石生產過程中的一種附屬物(例如在沸石制備過程中有意使其純化不完全)，或者是將它們加入到較純的沸石中，但在上述兩種情況中，它們的作用通常都是一種粘結劑，有助于沸石形成或集結成硬的晶狀顆粒，如具有所需顆粒尺寸的擠出物、聚結體、片狀物、粗球狀或顆粒狀物，一般吸附劑顆粒的尺寸為16—60目(標準美國目)，相當于顆粒直徑為0.25到1.19mm。
盡管在許多吸附分離過程中可以采用液相和汽相操作，優(yōu)選液相操作。吸附條件包括的溫度范圍在100℃到150℃，以100—145℃效果較好，優(yōu)選溫度在120℃到130℃之間，溫度升高將使保留體積減少，也是為滿足本發(fā)明的需要。吸附條件通常還包括壓力的范圍應為101到3550KPa(1大氣壓到500磅/平方英寸)，為了保證液相操作的需要，優(yōu)選壓力從101到1825KPa(1大氣壓到250磅/平方英寸)脫附條件最好是與吸附所用的溫度與壓力相同。
在本發(fā)明中，間二甲苯的分離過程是采用如下方法進行的將由C8芳烴混合物組成的進料混合物在吸附劑上通過，使其選擇性地吸附間二甲苯，同時使進料流中的其它組分穿過該吸附區(qū)域。進料混合物可以由上文提到的重整裝置或分離裝置中得到。這些分離裝置的分離不是很徹底，進料混合物中肯定會含有一些被認為是雜質的化合物，如C9芳烴。進料流停止后，為除去包圍吸附劑的非吸附組分需沖洗吸附區(qū)，然后將吸附劑用一種脫附劑處理，使間二甲苯從吸附劑中脫附出來，脫附劑最好含一種芳烴如甲苯或1，2二氫化茚，脫附劑通常也可用于脫附步驟前從吸附區(qū)中沖洗非吸附組分。
本發(fā)明中所用的各種術語定義如下“進料混合物“是指含有一種或多種吸出組分和一種或多種吸余組分，用本方法進行分離的混合物；術語“進料流”指的是需流過本發(fā)明方法所用的吸附劑的進料混合物流；“吸出組分”是指可被吸附劑選擇性吸附的一種或一類化合物，而“吸余組分”指的是不易被選擇性吸附的一種或一類化合物；“脫附劑”通常是指可將吸出組分由吸附劑中脫附的物質；“吸余料流”或“吸余流出料流”指的是由吸附床中排出的吸余組分的料流，吸余料流的組成可以由基本上100％的脫附劑改變到基本上100％為吸余組分，“吸出料流”或“吸出流出料流”指的是從吸附床排出的、已經用脫附劑脫附的吸出料流，吸出液流的組成可以是由基本上100％為脫附劑變化到基本上100％為吸出組分。至少有一部分吸出料流和吸余料流要被送至分離裝置，一般是分餾器中，然后在其中至少有一部分脫附劑被回收，得到吸出產物和吸余產物，術語“吸出產物”和“吸余產物”指的是由本方法得到的、分別含吸出組分和吸余組分的產物，它們的濃度都高于在吸出料流和吸余料流中的濃度。
將脈沖試驗中得到的吸附區(qū)流出液中各種組分對時間作圖得到的半強度峰寬來表征吸出組分與脫附劑的交換速度，峰寬越窄則脫附速度越快。脫附速度也可用示蹤峰中心與剛被脫附而消失的吸出組分間的距離來表征，這個距離是依時性的，因而也是這個時間間隔內所泵送的脫附劑體積的量度，示蹤物通常是不被吸附的化合物，它們要比被分離的物質較快地穿過色譜柱。
一種混合物移進或移出吸附劑的速度也可以用稱為分級時間的量來表示，分級時間是根據一個組分的半峰寬來計算的，可用來校正以單個化合物的凈保留體積為基準而得到的實驗結果，有關分級時間的計算方法可以參見由Douglas M、Ruthven所著的Principlos ofAdsorption and Adsorption Processes(John Wiley&Sons出版，1984)。分級時間較短并不意味著組分在吸附區(qū)有較短的停留時間，但是對于將要工業(yè)化的體系以及需要對設備、儀器、吸附劑等大量投資的裝置來說還是希望有較短的分級時間。
吸出組分相對于吸余組分的選擇性(B)可以用吸出組分峰線中心和示蹤峰中心(或其它的參考點)間距離與吸余組分峰中心和示蹤峰中心間距離之比來表征，選擇性可以用一種進料化合物相對于另一種進料化合物來表示，也可用任意一種進料混合物組分與脫附劑來表示選擇性，在本文中，選擇性(B)的定義為平衡條件下，在吸附相中的兩組分之比除以在非吸附相中相同的兩組分之比，相對選擇性可以用下式計算 式中C和D分別為進料混合物中兩組分的重量百分比，下標A和U分別表示吸附相和非吸附相。平衡條件的定義是當送入吸附床的進料混合物組成不再改變時，換句話說，在非吸附相和吸附相間不再有凈物料傳遞時，則達到了平衡。
當兩組分的選擇性接近于1.0時，則吸附劑對于這兩組分中的任一組分都不會優(yōu)先選擇吸附，它們會被吸附到接近相同的程度。當β小于或大于1.0時，則吸附劑對一種組分的吸附要優(yōu)先于對另一組分的吸附。當比較吸附劑對組分C和組分D的選擇性時，β大于1.0表示吸附劑優(yōu)先吸附組分C，β小于1.0則表示組分D被優(yōu)先吸附，使得非吸附相中富含組分C而吸附相中富含組分D。
雖然當吸附劑對吸出組分與吸余組分的相對選擇性的略高于1時，吸出組分和吸余組分在理論上就可以分離，但優(yōu)選選擇性接近于2，類似于分餾中的相對揮發(fā)度，選擇性越高則吸附分離越容易操作，選擇性較高也會使所用的吸附劑較少。
吸附劑的另一個重要特性是脫附劑對進料混合物中的吸出組分的交換速度，換句話說，即吸出組分的相對脫附速度，這個特性直接關系到脫附劑的用量，在本方法中，脫附劑是用來從吸附劑中回收吸出組分的，較快的交換速度會減少排出吸出組分所需的吸附劑的用量，從而也就減小了本方法的操作費用，若交換速度較快，則整個過程中所泵送的脫附劑和在過程中由吸出料流中分離出來重復使用的脫附劑的量都較少。理論上脫附劑相對于所有吸出組分的選擇性都應等于或略小于1，這樣所有的吸出組分會用適當?shù)拿摳絼┝魉俦幻摳较聛?，也可以使得吸出組分在后面的吸附步驟中置換脫附劑。
在吸附分離中，通常采用基本恒壓、恒溫的條件進行連續(xù)操作以確保體系處于液相，因而必須慎重選擇脫附劑來滿足不同的要求。首先，脫附劑必須以適當?shù)馁|量流速，從吸附劑中置換吸出組分，而其本身又不能被強烈吸附而造成在隨后的吸附循環(huán)中嚴重阻礙吸出組分對脫附劑的置換，用選擇性來表示的話，吸附劑對所有吸出組分相對于吸余組分的選擇性要大于吸附劑對脫附劑相對于吸余組分的選擇性。第二，脫附劑必須與具體的吸附劑和具體的進料混合物相容，更具體地說，它們不能降低也不能破壞吸附劑對吸出組分與吸余組分的相對臨界選擇性。另外脫附劑也不能與吸出組分或吸余組分發(fā)生化學反應，通常吸出料流和吸余料流都要以與脫附劑混合物的形式從吸附劑中被除去，因此，脫附劑與吸出組分或吸余組分，或與兩種組分同時發(fā)生化學反應都將使過程復雜化，妨礙產物的回收，為此，本發(fā)明分離過程中所用的脫附劑最好含甲苯或1，2—二氫化茚。
由于吸出料流和吸余料流中都含有脫附劑，因此脫附劑還必須是很容易與送入到本過程中的進料混合物分離的物質，若不使至少一部分在吸出料流和吸余料液中的脫附劑分離出來，則吸出產品中的吸出組分和吸余產品中的吸余組分的濃度都不會太高，也不可能將脫附劑回收，在過程中重復使用，因此一般都通過蒸餾或蒸發(fā)的方法將至少一部分脫附劑從吸附分離過程中的吸出料流或吸余料流中分離出來，也可單獨采用其它的分離方法如逆向滲透法，或與蒸餾或蒸發(fā)法結合采用。最后一點，脫附劑還應是易得且價格合理的物質。
“脈沖試驗”僅可用來進行動態(tài)測試，是用某一具體的進料混合物和脫附劑來測試吸附劑的一些特性，如吸附量、吸附選擇性、分辨性和交換速度，本方法所用的儀器是由一個約70cc體積的吸附室組成的，吸附室的兩端分別有一個出口和入口，吸附室處在一個溫控裝置中，用一個壓力控制儀來使吸附室在預定的恒壓下操作，將定性和定量分析儀器如折射儀、偏光計和色譜連接到吸附室的出口管線上，用來定量測量和定性測定從吸附室流出的料流中一種或多種組分。在脈沖試驗時，首先需裝填吸附劑，然后將脫附劑穿過吸附室，使吸附劑與具體的脫附劑平衡，再將進料混合物(有時需用脫附劑稀釋)以一或幾分鐘的間隔時間脈沖注入，恢復脫附劑的流動，進料組分如同在液一固色譜分離過程中一樣被洗提，流出液可以在生產中進行分析，也可以定期收集，然后再分別分析，最后以組分濃度對流出液量作圖，繪出相應組分的峰線。
按照脈沖試驗所得到的數(shù)據，吸附劑性能可用空隙率、對一種吸出或吸余組分的保留保積、對一種組分相對于另一組分的選擇性、分級時間、組分間的分辨率以及用脫附劑脫附吸出組分的速度等這些性質來評價，保留體積可以由一種吸出組分或吸余組分峰的中心與示蹤組分峰的中心或其它的某一參照點間的距離來確定，它可以表示在峰間距離所代表的時間間隔內所泵送的脫附劑的體積(以立方厘米表示)。
對于一個較好的體系來說，保留體積應該適用于推廣到工業(yè)設計的范圍內，保留體積很小表示兩組分間幾乎不能分開(一種物質不能被強烈吸附)，吸出物保留體積較大表示脫附劑排出被吸附的吸出組分較困難，在本文所述的脈沖試驗中，一般較理想的保留體積在30—90cc這樣一較寬范圍內。
用來評價吸附劑/脫附劑性能的數(shù)據也可由一個稱為逆向脈沖試驗的實驗方法中得到，這種方法可采用與標準脈沖測試法同樣的設備和條件進行操作，但脈沖進料組成和脫附劑卻不同，對所研究的吸附系統(tǒng)來說)，在脈沖測試法中，脈沖進料包括在原來進料混合物中可能存在的所有組分如乙基苯和三種二甲苯異構體(但實際進料混合物不需含所有這些物質)。在逆向脈沖測試法中，優(yōu)選被吸附的物質(吸出組分)并不在進料中而是用做脫附劑。例如在本系統(tǒng)中，逆向脈試驗的進料脈沖中就含有乙基苯、鄰二甲苯和對二甲苯以及甲苯。脫附劑是間二甲苯，進料脈沖中也可以含有常用的稀釋劑或標記化合物如壬烷。通常在逆向脈沖測試中希望分級時間值較低。
由逆向脈沖試驗得到的數(shù)據。是脈沖測試數(shù)據的一個補充，表示在高濃度的吸出物時，吸附劑/脫附劑的性能，在本文中，該吸出物為間二甲苯，在本文所述的模擬逆流移動床操作中的第二和第三區(qū)就發(fā)生這種情況。這些區(qū)段都是在吸出組分濃度較高的情況下操作，例如40％—80％的吸出組分。在這些條件下，分級時間的差值和凈保留體積也很重要，需要提供給工業(yè)規(guī)模的生產過程，使得可以用合理規(guī)模的設備得到滿意的操作性能，也就是說達到本發(fā)明的目的。
在工業(yè)化裝置中，所用的吸附劑可以是固定床的形式，可交替與進料混合物和脫附劑接觸。在本發(fā)明的一個最簡單實施方案中，所用的吸附劑是以單固定床的形式，此時過程是不連續(xù)的，在另一個實施方案中，是采用一套二到多個固定床裝置，配上適當?shù)拈y門，以使在進料混合物穿過一個或多個固定床時脫附劑可以穿過裝置中另外一個或多個固定床，進料混合物和脫附劑液流可以向上也可以向下穿過吸附劑。
任何一種用于固定床流體一固體接觸的常規(guī)設備都可在本方法的工業(yè)裝置中使用，但是逆流移動床或模擬移動床逆流流動裝置比固定吸附床裝置具有更高的分離效率，因而在工業(yè)裝置中要優(yōu)先考慮的。美國專利US—A—4385993論述了一種這樣的移動床裝置，在移動床或模擬移動床的方法中，吸附和脫附操作都是連續(xù)進行的，使得吸出料流和吸余料流連續(xù)產生，進料和脫附劑料流不斷消耗。一種優(yōu)選的吸附劑接觸方法可采用本領域稱為模擬移動床逆流流動系統(tǒng)，這種流動系統(tǒng)的操作原理和操作程序在美國專利US—A—2985589和US—A—3310486中有所闡述，本文引入這兩個專利作為參考。在這樣的系統(tǒng)中，用多個液體通道口在吸附室中逐步下移來模擬吸附室中的吸附劑向上移動，一般在許多通向吸附室的管線中只有四條通道在任何時候都是活動的進料輸入料流、脫附劑進口料流、吸余出口料流和吸出出口料流通道，在這種固體吸附劑模擬向上運動的同時是占據吸附劑填充床空隙容積的液體的運動，為維持這種模擬運動，必須由泵來提供流下吸附室的料流。由于在整個循環(huán)中，活動的料流通道口不斷移動，也就是說從吸附室上端移到下端，因而吸附室循環(huán)泵需提供不同的流速，這些流速的設置和控制可由一個程序流量控制器來提供。
活動液流通道口實際上將吸附室分成幾個操作區(qū)段，而每一區(qū)段都有不同的作用。為使分離過程能夠進行，通常需要三個操作區(qū)段，而在有些實例中，也可另外選用第四個區(qū)段。
在本文所述的模擬移動床過程中采用的區(qū)段數(shù)是參照美國專利US—A—3392113和US—A—4475954中所采用及例舉的數(shù)目，本文也引入這兩篇專利作為參考。
位于進料入口料流和吸余出口料流之間的吸附劑被定義為吸附區(qū)，區(qū)段1。在這個區(qū)段中原料與吸附劑接觸，吸出組分被吸附，吸余料流被排出，區(qū)段1的料流是由送入該區(qū)段的進料料流向流出該區(qū)段的吸余料流流動的，因而這個區(qū)段的流動方向可以認為是向下的，從進料入口料流向吸余料流出口流動。
緊接著區(qū)段1，在其上方是純化區(qū)段，區(qū)段2，在吸出料流出口和進料料流入口之間的吸附劑被定為純化區(qū)段。在區(qū)段2中所進行的基本操作是送入區(qū)段2的任何吸余組分從吸附劑非選擇性空隙體積中置換出來，在吸附劑選擇性空隙體積中被吸附的以及在吸附劑顆料表面被吸附的任何吸余組分進行脫附。通過將一部分離開區(qū)段3而在區(qū)段2上游界面(吸出入口料流)進入區(qū)段2的吸出料流送入來置換吸余物，區(qū)段2的物料流動是向下的，從吸出出口料流向進料料流進口流動。
緊接著區(qū)段2，在流動方向的上游是脫附區(qū)段，區(qū)段3。在脫附劑入口和吸出出口料流間的吸附劑定義為脫附區(qū)，脫附區(qū)的作用是使送入該區(qū)段的脫附劑置換在前一個操作循環(huán)中與進料在區(qū)段1接觸時吸附劑上吸附的吸出組分，區(qū)段3中流體的流動方向基本上與區(qū)段1和2的方向相同。
在一些實施例中，可以另外用一個緩沖區(qū)段，區(qū)段4，在吸余料流出口和脫附劑進口料流之間的吸附劑定義為緩沖區(qū)段，若采用該區(qū)段的話，則它位于區(qū)段3的上方。區(qū)段4是用來在脫附步驟中節(jié)省脫附劑的用量，因為由區(qū)段1流出的一部分吸余料流可以被送入區(qū)段4，將該區(qū)段中的脫附劑置換出區(qū)段4而進入脫附區(qū)段。區(qū)段4應含有足夠的吸附劑，使得流出區(qū)段1進入區(qū)段4的吸余料流中的吸余物不能進入區(qū)段3，從而避免污染由區(qū)段3流出的吸出料流。在不使用第四個操作區(qū)段的情況下，由區(qū)段1送入區(qū)段3的吸余料流必須非常小心地檢測，當由區(qū)段1送至區(qū)段3的吸余料流中吸余物料的量較大時，需要停止由區(qū)段1到區(qū)段3的液流，使得吸出出口料流不被污染。
在吸附劑固定床中使進/出料流循環(huán)推進是采用多通道系統(tǒng)來實現(xiàn)的，在這個方法中，按一定的順序操作通道閥門來切換進出料流，從而使流體相對于固體吸附劑逆流流動。另一個可使固體吸附劑相對于流體逆流流動的操作方式是用一個旋轉閥。每股送入或流出料流都被閥門引向與吸附室相連的許多管線中的一條，進料送入、吸出液流出、脫附劑送入、吸余料流出料流的位置依靠閥的旋轉沿吸附床以相同的方向推進，多管排列和盤式閥都是我們很熟悉的技術，美國專利US—A—4434051中詳細論述了多閥裝置，可用于本操作方法的旋轉盤式閥在美國專利US—A—3040777；US—A—4632149；US—A—4614204和US—A—3422848中有所論述，這些專利披露了一種旋轉接觸閥，采用此閥可以實現(xiàn)從一固定點毫不費力地控制不同進出液流相應位置的推進。
在許多實例中，某一操作區(qū)段所含有吸附劑量要大于另外一些操作區(qū)段，例如，在某些操作過程中，與吸附區(qū)段和純化區(qū)段所需的吸附劑相比緩沖區(qū)段含有的吸附劑量要少，而在另外一些例子中也可以看到，由于所用的脫附劑很容易將吸出物料從吸附劑上脫附下來，因而在脫附區(qū)段所需的吸附劑與緩沖區(qū)段或吸附區(qū)段或純化區(qū)段所需吸附劑相比用量相對要小，甚至比它們三個區(qū)段的的用量都要小。由于吸附劑并不需要放在一個塔內，因而在本發(fā)明的規(guī)模內也可使用多吸附室或一組塔裝置。
并不需要同時使用所有的進出料流，實際上，在許多實例中，當其它料流進出料時，有些料流可以關閉?？捎脕韺嵤┍景l(fā)明方法的裝置還可以是一組用導管連結的獨立塔，進/出開關在若干個位置與可定期切換的活動開關相連，進行連續(xù)操作。
一般至少有一部分吸出流出料流應送入到分離設備中如分餾塔，在塔中，一部分脫附劑可以被回收，得到含較低脫附劑濃度的吸附出液產品以及中脫附劑再循環(huán)料流，最好將至少一部分吸余流出料流出送入到分離設備中，使一部分脫附劑被回收，得到更多的再循環(huán)脫附劑以及含有較低脫附劑濃度的吸余液產品。這種分餾蒸餾裝置的設計將取決于要分離的物料和脫附劑組成等條件。
適用于本發(fā)明過程的另一類模擬移動床流動裝置是并流高效模擬移動床方法，這一方法是由美國專利US—A—4402832和US—A—4478721披露的，本文引入這兩篇專利作為參考，這種方法可優(yōu)選，因為它效能高而資金費用較低，雖然產品的純度較低，但也基本合格。
在本發(fā)明方法中設備的尺寸可以從中試規(guī)模的尺寸(例如，參見美國專利US—A—3706812)變化到工業(yè)規(guī)模的尺寸，流速的范圍可以從小至每小時幾毫升到大至每小時幾千立方米。
實施例A在這一組試驗中，改變溫度來確定溫度對選擇性和吸附速率的影響，如上所述，該試驗是標準脈沖試驗，采用70cc的柱子以及2.0cc的脈沖進料進行操作，進料中含有等量的n—Cq示劑劑(壬烷)、乙基苯和三種二甲苯異構體，吸附劑為NaY型沸石，在測試前，500℃時的LOI為2.0％(重量)，脫附劑為甲苯，選擇性、凈保留時間(NRV)和分級時間都列于表A，表中還列出了用相同的儀器和條件以逆向脈沖試驗分離法來確定的鄰二甲苯的分級時間。
表A
*逆向脈沖試驗得到的鄰二甲苯數(shù)據這些數(shù)據表明間二甲苯的選擇性和分級時間都隨溫度的升高而降低，因而需要對這種不一致的趨向尋找一個平衡點。
研究一下表A的數(shù)據，可以看出在較低溫度下選擇性較好，如100℃時所列的選擇性，但是低溫操作的優(yōu)點并不能抵消低溫所帶來的不利的一面，低溫操作的一個最大缺點是使各種進料組分與吸附劑的傳遞速度降低(分級時間增加)，而傳遞速度的降低會導致吸附分布圖及各組分的峰線加寬，使得峰線產生重疊(一組分拖尾到另一組分中)，峰線重疊意味著重疊部分的吸出料流中存在兩種或多種組分，所回收的料流的純度也會降低，為了補償這一點，在進行同樣分離程度的分離操作時，就需要增加吸附劑的用量，而這樣一來又會增加過程的費用。
實施例B這一組試驗是用來測定吸附劑含水量對選擇性和傳遞速度的影響。含水量是在500℃時測定吸附劑的LOI，吸附劑是NaY型沸石，脫附劑為甲苯，在125℃下，將含有等體積的正壬烷示蹤劑、乙基苯、對二甲苯、間二甲苯和鄰二甲苯以2cc進料脈沖注入70cc標準色譜柱中，進行試驗，間二甲苯的結果列在下面的表B1中表B1
*用逆向脈沖試驗所得鄰二甲苯的數(shù)據(間二甲苯脫附劑)第二組試驗是在125℃下，用含10％(mol)鋰離子和90％(mol)鈉離子的Y型沸石，采用與100％Na分子篩時同樣的條件和步驟進行試驗，結果列于表B2。該表數(shù)據表明吸附劑LOI增加會減少選擇性、NRV和分級時間，但是逆向脈沖試驗表明LOI3.0％時，鄰二甲苯的分級時間最少。
表B2
>*逆向脈沖試驗所得的鄰二甲苯數(shù)據(間二甲苯脫附劑)實施例C在這組脈沖試驗中，改變交換到Y沸石中鋰的量以確定增加鋰鈉離子比的影響。在125°時，吸附劑的LOI為2.0％，用70cc的柱子，含有n—Cq示蹤劑、乙基苯和三種二甲苯異構體的2cc脈沖進料進行試驗，在下面的表C中列出了間二甲苯的凈保留體積(NRV)和分級時間，吸附劑是含有鈉加鋰離子的Y型沸石，脫附劑為甲苯，試驗結果列于表C。另外從逆向脈沖試驗中也可看出，當NRV和選擇性出現(xiàn)不一致的趨向時，則中間的試驗條件為最佳條件，我們希望NRV減少，而選擇性較低則是不理想的。
實施例D這個脈沖試驗是為了測定1，2—二氫化茚作為脫附劑的性能。在90℃下，吸附劑的LOI為2.0％，用70cc的柱子，將含乙基苯、壬烷和三種二甲苯異構體的2.0cc脈沖進料，來進行試驗。間二甲苯的凈保留體積(NRV)為19.5，分級時間為29.8，對對二甲基和鄰二甲苯的選擇性分別為1.72和1.93，表明這種吸附劑/脫附劑組合使用可得到很好的分離效果。吸附劑為只含鈉離子的Y沸石。
實施例E本例把先有技術的工藝操作條件(吸附劑LOI為0.2％，反應溫度為150℃)所得到的結果與本發(fā)明所例舉的操作條件(LOI為2.0％，反應溫度為125℃)所得結果做一個比較，所用的吸附劑為100％NaY沸石，脫附劑為甲苯。在先有技術工藝條件下，當吸附劑與進料體積之比為3.30時，所得產品的純度為99.4％，而本發(fā)明方法卻能在吸附劑與進料體積之比減為2.0時，得到同樣的99.5％純度和同樣的回收率，這就說明本發(fā)明能夠大大降低回收間二甲苯所需分離設備的尺寸和費用。
權利要求
1.一種將間二甲苯從由間二甲苯和至少一種其它C8芳烴所組成的混合物中分離出來的方法，其中將混合物在吸附條件下與一種含鈉離子的Y型沸石吸附劑接觸，從而在所述的吸附劑上選擇性地吸附間二甲苯，而所述混合物中不被吸附的部分與所述吸附劑接觸后被排出，在脫附條件下，將間二甲苯用脫附劑脫附回收，其進一步特征在于吸附溫度在100和150℃之間，吸附劑的含水量為500℃時的LOI是1.5—3.0％(重量)。
2.權利要求1的方法，其中所述的Y型沸石用鈉和鋰離子交換。
3.權利要求1的方法，其中所述的吸附劑500℃時的LOI為2—3％(重量)。
4.一種將間二甲苯從間二甲苯和至少一種其它二甲苯的混合物中分離出來的方法，其中在液相吸附條件下，將所述混合物與一種包括Y型沸石和一種無定形粘結劑的吸附劑接觸，在所述吸附劑上間二甲苯被選擇性地吸附，所述混合物中不被吸附的部分在與所述吸附劑接觸后被排出，將所述的間二甲苯在脫附條件下用脫附劑脫附回收，其進一步特征在于吸附劑的含水量為500℃時LOI是1.5—3.0％(重量)，沸石含鋰和鈉離子，吸附條件包括溫度在100到150℃之間。
5.權利要求4的方法，其中吸附條件包括溫度在100到145℃之間。
6.權利要求4的方法，其中所述的無定形粘結劑包括一種粘土。
7.權利要求4的方法，其中所述的Y型沸石中5到35％的可交換點被鋰離子占據。
8.權利要求4的方法，其中吸附條件包括溫度從120℃到130℃。
9.權利要求4的方法，其中沸石500℃時的LOI為2.0到2.5％(重量)。
10.權利要求4的方法，其中的脫附劑為甲苯或1，2—二氫化茚。
全文摘要
用Na交換的Y型沸石為吸附劑進行液相選擇吸附，可將間二甲苯從包括其它二甲苯的C
文檔編號C07C7/12GK1124241SQ9411989
公開日1996年6月12日 申請日期1994年12月5日 優(yōu)先權日1993年8月23日
發(fā)明者S·庫普拉思潘加 申請人:環(huán)球油品公司