167393. lajstromszámú szabadalom • Eljárás aromás sz6énhidrogének szétválasztására

5 167393 6 nősen alkalmas kationkombinációk a következők: kálium és bárium, kálium és berillium, kálium és mangán, rubidium és bárium, cézium és bárium, réz és kadmium, réz és ezüst, cink és ezüst és réz és kálium. A para-xilol iránt a méta- és orto-xilolhoz képest adszorpciós szelektivitást mutatnak a kálium, bárium, nátrium és ezüst kationok, valamint a kálium és bárium, kálium és berillium, kálium és magnézium, kálium és rubidium, kálium és cézium, bárium és rubidium, cézium és bárium és réz ós kálium kationpárok. Ha egyetlen kationt viszünk kation cseré vei a zeolitba, a kation mennyisége a bevitt anyag molekulasúlyától függően illómentes alapon számítva a zeolit 5 és 75 s% között lehet. Egyes ionok az ioncsere előtt a zeolitban jelenlevő kationok (általában nátrium vagy kalcium) 1—100%-át tehetik ki. A használt zeolit szilíciumdioxid-alumíniumoxid arányából, víztartalmából és az esetleg használt kötőanyag mennyiségéből kiszámítható az ioncsere százalékos mértéke. Ha két vagy több kationt viszünk be a zeolitba, két dolgot kell figyelembe venni: az ioncsere mértékét és a zeolitba bevitt egyedi kationok arányát. Ha a kationpár egy IIA csoportba és egy IA csoportba tartozó fémből áll, ezeknek a komponenseknek a súlyaránya a IIA, illetve az IA csoportba tartozó fém molekulasúlyától függően egynél kevesebb és 80 között változhat. Különösen alkalmas az olyan zeolit, amely bárium és kálium kationt 1:1 és 40:1, előnyösen 1:1 és 30:1 közötti bárium-kálium súlyarányban tartalmaz. Különösen előnyös az 5:1 és 25:1 közötti súlyarány. Ha IIA és IA csoportba tartozó fémeket használunk, a kationok a zeolit ioncserélhető helyeinek 20—100%-át foglalhatják el. A nem az IA vagy IIA csoportba tartozó fémek kationjai általában a rendelkezésre álló helyek 10—100%-át foglalják el. A különböző adszorbensek értékelésére különösen fontos két tulajdonságuk. Az adszorbens „szelektív térfogata" az az adszorbens térfogat, amely szelektíven adszorbeálja az extraktot a betáplált anyagból. Az adszorbens „nem szelektív térfogata" a holt térfogat, vagyis az adszorbens szelektív adszorpciós helyeket nem tartalmazó üregei és az adszorbensszemcsék közötti hézagtérfogat. A mellékelt ábrán a víznek a szelektivitásra gyakorolt hatása látható a grafikus ábrázolásban. Az abszcisszán az adszorbens illómentes alapon számított súly%-os víztartalma, ordinátán pedig a szelektivitás van feltüntetve. A folytonos vonalak egy lényegében báriummal teljesen ioncserélt X típusú zeolit adszorbenst jelölnek. A szaggatott vonalak báriummal és káliummal ioncserélt X típusú zeolitra vonatkoznak. A négyszögek az adszorbens szelektivitását (B) para-xilol iránt meta-xilokra vonatkoztatva jelzik. A háromszögek a para-xilol iránti szelektivitását orto-xilollal szemben mutatják. A körök a paraxilol iránti szelektivitást etilbenzollal szemben jelzik. Általában a kétféle adszorbensnél a szelektivitás igen hasonlóan változik a víztartalom változásával. Azonos víztartalom esetén a báriummal cserélt X típusú zeolitnak nagyobb az általános szelektivitása, mint a báriummal és káliummal ioncserélt zeolitnak. 5 Amint az az ábrából látható, a para-xilol iránti szelektivitás az egyéb nyolc szénatomos aromás izomerekkel szemben maximumot mutat. A paraxilol iránti szelektivitás meta-xilollal és orto-xilollal szemben 2—3 súly% víztartalomnál optimális. Ez-10 zel szemben a para-xilol iránti szelektivitás etilbenzollal szemben (ebben az esetben az a meghatározó érték) 1,2—2,0 s% víztartalomnál éri el a maximumot. A betáplált anyag összetételétől függően a víztartalom 1 és 5 súly% között változtat-15 ható. Ha nincs etilbenzol a betáplált anyagban, a víztartalom még inkább változtatható kevesebb mint 1 és 8 súly% között. A víztartalom felső határánál az adszorbens adszorpciós kapacitása a nagy vízterhelés miatt csökken, ami veszélyeztetheti az 20 eljárás gazdaságosságát. Hasonló eredmények várhatók para-cimolra ortocimollal, meta-cimollal és izobutilbenzol izomerekkel szemben, para-dietilbenzolra orto-dietilbenzollal, meta-dietilbenzollal és butilbenzol-izomerekkel 25 szemben és pára-, méta- és orto-konfigurációjú izomereket tartalmazó más betáplált anyagokra egyetlen, alkilcsoporttal szubsztituált izomerrel szemben az etilbenzol izomerrel analóg módon. 30 Példa Ebben a példában kétféle változó víztartalmú adszorbenst vizsgáltunk annak bemutatására, hogy a megfelelő vízmennyiségre van szükség a báriumot 35 tartalmazó zeolitok szelektivitásának növelésére. A betáplált anyag 5 tf% orto-xilol, 5 tf% metaxilol, 5 tf% para-xilol, 5 tf% etilbenzol, 5 tf% n-nonán, 19,2 tf% para-dietilbenzol, 45,2 tf% metadietilbenzol, 5,6 tf% orto-dietilbenzol és 5 tf% 40 butilbenzol összetételű elegy volt. A betáplálás lényegében 8 szénatomos aromás szénhidrogének elegye, a deszorbensként használt dietilbenzolok keverékével hígítva. Az n-nonán nyomjelzőként szerepel annak jelzésére gázkromatografálás útján, 45 hogy a betáplált anyagot a deszorbens az adszorbensről leöblítette. A deszorbens 60,4 tf% meta-dietilbenzol, 7,4 tf% orto-dietilbenzol, 25,6 tf% para-dietilbenzol ós 6,6 tf% butilbenzol összetételű elegy volt. Ezt az 50 anyagot használtuk a betáplált anyag hígítására is. Adszorbensként két X-típusú zeolitot használunk. Az egyik báriummal teljesen ioncserélt X-típusú kristályos alumínoszilikát volt. A zeolit 40,1 s%, szilíciumdioxidot, 29,4 s% alumínium-55 oxidot, 1,1 s% nátriumoxidot és 29,4 s% báriumoxidot tartalmazott. A zeolit 20 s% szilíciumdioxid és alumíniumoxid keverékéből álló agyaggal volt kötve. A másik adszorbens hasonlóan X-típusú kristályos alumínoszilikát volt bárium és kálium katio-60 nokkal. A zeolit 41,0 s% szilíciumdioxidot, 29,2 s% alumíniumoxidot, 0,7 s% nátriumoxidot, 3,2 s% káliumoxidot és 25,6 s% báriumoxidot tartalmazott. Mindkét adszorbensben víz is volt 0,5 és 7 s% közötti mennyiségben. 65 A vizsgálati berendezés 70 ml adszorbens befo-3