熱重分析改性分子篩吸附分離二甲苯的研究

第29卷第2期武漢·工程大學(xué)學(xué)報Vol 29 No. 22007年03月J. Wuhan Inst. TechMar.2007文章編號:1004-4736(2007)02-0013-03熱重分析改性分子篩吸附分離二甲苯的研究王春蓉(遼寧石油化工大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工系,遼寧撫順113001)摘要:用鉀、鋇離子交替交換13X分子篩,經(jīng)六次復合改性制備了改性分子篩,分別用于吸附二甲苯各異構體的實(shí)驗,并用熱重分析法對分子篩的改性能力進(jìn)行了研究.實(shí)驗結果表明:制備改性分子篩較優(yōu)改性工藝為K-Ba-K-Ba-K-K;采用該工藝制備的改性分子篩對鄰、間、對二甲苯的平均吸附量分別為250mg:g217mg·g-和346mg·g-1;該改性分子篩基本滿(mǎn)足吸附劑應具有的高吸附量、高選擇性的要求關(guān)鍵詞:13X分子篩;吸附分離;熱重分析中圖分類(lèi)號:TQ424.25文獻標識碼:A0引言子篩.離子交換方法:用KCl、BaCl2溶液與13X分子篩在75℃下交替交換6次,均交換2h.高溫水在我國,每年都有大量的C芳烴副產(chǎn)品產(chǎn)蒸汽處理方法:將已交換干燥后的分子篩置于管生,其主要組成為鄰、間、對二甲苯混合二甲苯中式爐的恒溫段,再以一定的速率進(jìn)行升溫焙燒,溫的各同分異構體都是重要的化工原料2:間二甲.度升至設定值后,再通水蒸汽進(jìn)行水熱處理并開(kāi)苯可作為聚脂和苯酐的原料);對二甲苯主要用始計時(shí)0.3h.水熱處理溫度即為焙燒最高溫度,于合成對苯二甲酸或對苯二甲酸二甲酯工業(yè)活化后即得成品分子篩分離以提高產(chǎn)品附加值和資源利用率凄1.3吸附劑的評價(jià)方法廉價(jià)出售,資源浪費十分嚴重,有必要將其逐評選吸附劑的的兩個(gè)指標是吸附容量和吸附選擇性采用吸附分離的模擬移動(dòng)床工藝來(lái)分離和提熱重分析方法簡(jiǎn)單程序如下:取0.25~0.42純混合二甲苯的單組分異構體口,是一種有效的.mm粒度活化改性分子篩,分別用鄰、間、對二甲方法.吸附分離工藝關(guān)鍵技術(shù)之一是固體吸附劑苯溶劑密封浸漬,浸漬時(shí)間為12h.用TG/DTA的制備.本研究采用13X沸石分子篩作為改性對熱分析儀測量,樣品的失重量為改性分子篩的吸象在徐桂英(等人前期工作的基礎上,對鉀離子附量.典型TG曲線(xiàn)圖見(jiàn)圖1.和鋇離子交替交換復合改性的工藝條件進(jìn)行了研究,并采用熱重分析法評價(jià)改性分子篩對二甲苯各單組分的吸附性能,同時(shí)還考察了改性工藝的重復性對改性效果的影響02.01實(shí)驗部分TG 9DTG1.1儀器與試劑13X沸石分子篩,沈陽(yáng)同澤干燥劑廠(chǎng);KCl、Cl2,AR,沈陽(yáng)試劑一廠(chǎng);鄰、間、對二甲苯,AR,圖1對二甲苯熱重分析曲線(xiàn)北京金龍化學(xué)試劑公司; Diamond TG/DTA,Fig.1 Thermogravimetric analysis curve for p- xyleneTG/DTA6300,上海珀金埃爾默儀器有限公司吸附劑的制備2結果與討論選用國產(chǎn)13X分子篩球狀,經(jīng)粉碎、篩分,取2.1M凵中國煤化工0.25~0.42mm粒度,細粒狀分子篩分別與鉀、鋇CNMHG上甲苯(MX)、鄰二離子交替交換,經(jīng)濕焙處理和活化后,制成改性分甲苯(OX)飽和吸附量的比值為吸附分離系數,用收稿日期:2006-10-08費猞王春蓉(1974-),女,滿(mǎn)族,遼寧北鎮人,助教,士研究生,研究方向:化工分離14武漢工程大學(xué)學(xué)報第29卷符號pxMx和rxox表示.當B>1時(shí),表明對二甲兩次鋇離子六次復合改性工藝條件進(jìn)行篩選,不苯能從混合組分中分離出來(lái).B值越大,表明分子同交換順序下的改性分子篩吸附二甲苯各異構體篩吸附分離對二甲苯的能力越強的單組分的熱重分析結果見(jiàn)表1.本實(shí)驗在前期工作的基礎上對四次鉀離子和表1不同改性工藝的熱重分析結果Table 1 Results of thermogravimetric analysis with different modified technology實(shí)驗飽和吸附量/mg·g-1附分離系數改性方法代號對二甲苯鄰二甲苯間二甲苯K-K-K-K309FFFFK-K-K-Ba-Ba-KK-K-Ba- Ba-K-K2.024K-Ba-Ba-K-K-K21501.1061.011K-K-K-Ba-K- Ba1.166FFFFEFK-K-Ba-K-K-Ba2161.108K-K-Ba-K-Ba-K1.287Fs K-Ba-K-K-Ba -K1.293K- Ba-K-Ba-K-K2872.195由表1可知按上述任何一種工藝制取的改250mg·g-1,間二甲苯為217mg·g-1,即改性性分子篩,β值均>1,理論上都具備吸附分離的分子篩吸附對二甲苯的能力明顯高于吸附鄰、間能力實(shí)驗代號為F1、F4、F的工藝方案吸附量很二甲苯的能力這是因為對二甲苯是線(xiàn)性分子,而高,但β值不高;而F2和F3的工藝方案雖然β很鄰、間二甲苯是非線(xiàn)性分子,分子動(dòng)力學(xué)直徑大高,但吸附容量較低,這些都不符合吸附劑的高吸于對二甲苯,當分子篩孔口修飾到一定尺寸時(shí),對附容量、高吸附選擇性的要求而代號為F的工二甲苯分子可以自由出入,而鄰、間二甲苯卻因空藝方案在分離混合二甲苯中選擇性較高,吸附容間位阻的原因,使得改性分子篩對它們的吸附性量也較高,符合吸附劑的特點(diǎn)能存在差異.由表2還可看出:改性分子篩對各二2.2重復實(shí)驗的熱重分析甲苯組分的吸附能力還與沸石表面酸性的強弱有將實(shí)驗代號為F1的工藝方案K-Ba-K-Ba關(guān)由于鉀離子交換分子篩晶格上的鈉離子,從而K-K進(jìn)行重復實(shí)驗,制取的分子篩分別吸附使分子篩表面堿度提高,這樣對于堿度較大的間對、鄰和間二甲苯,熱重分析結果見(jiàn)表2,其中重二甲苯,吸附量、吸附速率均有所降低.由此,相應復數據均取平均值地提高了間二甲苯與鄰二甲苯的分離度表2重復實(shí)驗的熱重分析結果采用K-Ba-K-Ba-K-K工藝的改性分TableResults of thermogravimetric analysis with子篩對二甲苯各異構體的吸附能力達到了高吸附repeated experiments容量、高吸附選擇性的要求飽和吸附量/mg:g吸附分離系數代號對二甲苯鄰二甲苯間二甲苯 Px/MX Bpx/ox3結語(yǔ)4852.0001.636a.本實(shí)驗確定的制備改性分子篩的較優(yōu)改性1391.9641.685工藝為K-Ba-K-Ba-K-Kb.熱重分析結果表明:實(shí)驗優(yōu)選的改性分子篩對對二甲苯吸附量的平均值為346mg·g鄰二甲苯為250mg·g-,間二甲苯為A362112為山中國爆化工1.9171.339217mg·gl;吸附分離系數βxMx和Axox分別分子篩吸附對二甲3041.0561.052苯的能力1.7281.435CNMH改性分子篩能滿(mǎn)足雖然13X分子篩在改性減小孔徑的同時(shí)吸附劑的高吸附容量、高吸附選擇性的要求混合二甲苯各組分的總吸附性能均有所降低.但是,從表2可知:改性分子篩吸附對二甲苯的吸附考文獻量的數搪為346mg·g',鄰二甲苯為[1]唐之社間苯二甲酸的生產(chǎn)和消費現狀及其前景第2期王春蓉:熱重分析改性分子篩吸附分離二甲苯的研究15[].湖南化工,1992,(4):33-371, Hassan J, Francois S, et al. Biomedical[2]姜華,王文燕苯酐的生產(chǎn)及綜合利用[]化工時(shí)刊,1993,(5):22-25.Chemistry and Physics, 1996, 197(7): 233-234[3]趙敏璋,楊健二甲苯吸附分離-異構化組合工藝[7]趙毓璋,景振華吸附分離對二甲苯技術(shù)進(jìn)展[]煉生產(chǎn)高純度間二甲苯[J]石油化工,2000,29(1):32油技術(shù)與工程,2003,33(5):1-4.[8]徐桂英,趙振寧,奚白.吸附分離二甲苯分子篩的[4]伍川,王凈依,陸俊躍,等.對二甲苯分離提純進(jìn)改性條件研究[]燃料與化工,2004,35(4):26-展[J]南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2002,24(3):106-110.[5]郭國清,龍英才.吸附分離對二甲苯的技術(shù)進(jìn)展[].[9]劉毅,高滋.分子尺寸與沸石分子篩擇形選擇上?；?2000,(2):24-27性[J].石油學(xué)報(石油加工),1996,16(3):35-40Study on modified molecular sieve for absorptive separationmixed xylene with thermogravimetric anal ysisWANG Chun-rongDepartment of Chemical Engineering, College of Vocational TechnologyLiaoning University of Petroleum Chemical Technology, Fushun 113001, China)Abstract: Using 13X zeolite molecular sieve as modified subject, the modified molecular sieves wereprepared by exchanging with potassium and baarium catons alternately, and the experiments for absorbingand separating mixed xylene individually were carried out, and the selectivities of the modified molecularsieves by thermogravimetric analysis. The results showed that the optimal technology of prepared modifiedmolecular sieve was K-Ba-K-Ba -K-K, and the mean absorptive capacities of o-xylene, m-xylenep- xylene absorbed with the modified molecular sieve were 250 mg.g, 217 mg.gI and 346 mg.grespectively. So, it has the higher absorption and preferable selectivityKey words: 13X molecular sieve; absorptive separation; thermogravimetric analysis本文編輯:傳一點(diǎn)(上接第12頁(yè))Study on the preparation of potassium dihydrogen phosphate bydouble decomposition methodBAO Chuan- ping, CHEN Bin(School of Chemical Engineering and Pharmacy, Wuhan Institute of TechnologyHubei Key Lab of Novel Reactor and Green Chemical Technology, Wuhan 430074, China)Abstract: A double decomposition method for manufacturing potassium dihydrogen phosphate frompotassium chloride and ammonium dihydrogen phosphate was developed. The effects of temperature, theph of the mixed solution, ratio of the reactants, reaction time on the reaction conversion were examinedThe optimum conditions were suggested as follows temperature, the ph of the mixed solution, ratio of thereactants, reaction time are 80 C,3.0,1. 15, 30 min, respect中國煤化工 purified by secondconversion and recrystallizationCNMHGKey words potassium dihydrogen phosphate; potassium chloride; double decomposition method; ammoniumdihydrogen phosphate本文編輯:傳一點(diǎn)