HZSM-5分子筛用于间甲酚和对甲酚吸附分离的研究

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:seakider
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邻、间、对甲酚是重要的化工中间体,但在我国的产能不足,严重依靠国外进口(2018年13月间甲酚进口量高达2855.96吨)。尽管煤基液体中含有大量的甲酚,但是分离产品是邻、间、对甲酚的混合物。其中,根据沸点差异通过精馏可以获得纯度较高的邻甲酚,间、对甲酚的沸点仅相差0.4℃,无法通过精馏实现分离。为了实现二者的简单、高效分离,本文选用了吸附分离法。该方法的关键在于吸附剂,分子筛因其优异的择形性而广泛用于同分异构体的分离,本文通过对比甲酚(间、对)最小分子动力学直径,选用HZSM-5分子筛为吸附剂前驱体,(1)以间甲酚和对甲酚为模型化合物,考察了HZSM-5分子筛对间甲酚和对甲酚的吸附性能及吸附行为;(2)研究了化学液相沉积法对HZSM-5分子筛的吸附性能的影响及其作用机理;(3)研究了吸附剂的循环利用性能及其对混酚的吸附。论文的主要内容和结果包括:1.通过HZSM-5(硅铝比:25200)的间、对甲酚的吸附性能对比可知:间、对甲酚在HZSM-5分子筛上的吸附位与分子筛酸量无关;从随时间变化下间、对甲酚的吸附性能可知,HZSM-5分子筛对两者没有分离能力,对甲酚(0.60754 g/(mg?min))在HZSM-5分子筛上的吸附速率高于间甲酚(0.23509 g/(mg?min)),但二者的饱和吸附量基本相同,说明仅靠扩散不能使两者达到分离。2.化学液相沉积法(CLD,chemical liquid deposition)改性HZSM-5分子筛后可以实现间、对甲酚的分离。最佳改性条件:正硅酸乙酯(TEOS,Si(OC2H54)作为沉积剂,正己烷作为稀释剂,预处理温度0℃和TEOS加入量为0.2 mL/g。且通过表征证明了改性后吸附剂分离性能优异是由于调变了分子筛的孔口尺寸。3.最优改性条件获得的0.2SiO2-HZSM-5分子筛通过造粒可以减少粉末状分子筛使用过程中难操作及易浪费问题,结果表明Y-HZSM-5(0.2SiO2-2)吸附剂是合适的颗粒状分子筛,其选择性为90%。另一方面,0.2SiO2-HZSM-5吸附剂通过洗脱再生可以实现吸附剂的循环利用,成为高效的吸附剂。4.为考察吸附剂在煤基粗油中的应用,本文将0.2SiO2-HZSM-5应用于煤直接液化油混酚中,0.2SiO2-HZSM-5仅吸附苯酚、对甲酚,不会吸附其他酚类。0.2SiO2-HZSM-5吸附剂的择形性不受所处环境影响,仅与分子尺寸大小有关,可用于液化油酚产品中的苯酚、对甲酚的获取。
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