1.一種利用分子篩作為吸附劑對(duì)原料混合物進(jìn)行選擇性吸附分離的方法,所述原料混合物包含待分離的目標(biāo)組分,該方法包括以下步驟:
吸附步驟,其中使原料混合物沿第一方向通過(guò)吸附劑床層,在吸附劑床層沿第一方向的出口處收集吸余物流,持續(xù)吸附過(guò)程,直到吸附劑床層上目標(biāo)組分的吸附量按動(dòng)態(tài)穿透吸附量計(jì)達(dá)到65-99.5%為止;
吹掃步驟,其中使吹掃劑沿第二方向通過(guò)吸附劑床層,在吸附劑床層沿第二方向的出口處收集吹掃物流,持續(xù)吹掃過(guò)程,以清除吸附劑床層中的非目標(biāo)組分,其中第二方向與第一方向相同;
脫附步驟,其中使脫附劑沿第三方向通過(guò)吸附劑床層,在吸附劑床層沿第三方向的出口處收集脫附物流,持續(xù)脫附過(guò)程,直到脫附物流中目標(biāo)組分的濃度不變或變化很小為止,其中第三方向與第一方向相同、相逆或相互垂直,優(yōu)選為相逆或相互垂直,更優(yōu)選為相互垂直;和
任選的循環(huán)步驟,其中依次重復(fù)上述各操作步驟進(jìn)行循環(huán)。
2.權(quán)利要求1的方法,其中作為吸附劑的分子篩選自MFI型沸石、FER型沸石、BEA型沸石和高硅FAU型沸石,優(yōu)選為這些沸石的鈉型沸石或無(wú)粘結(jié)劑鈉型沸石、無(wú)粘結(jié)劑疏水型沸石或親水型沸石,更優(yōu)選為MFI型無(wú)粘結(jié)劑疏水硅沸石或無(wú)粘結(jié)劑Silicalite-1沸石,該分子篩吸附劑的平均粒度為1-5mm、優(yōu)選為2-3mm,和形狀為球形或圓柱體。
3.權(quán)利要求1或2的方法,其中按照分離系數(shù)比來(lái)選擇吹掃劑和脫附劑,其中使脫附劑的分離系數(shù)比β目標(biāo)組分/脫附劑>1,優(yōu)選為1-10,和使吹掃劑的分離系數(shù)比β目標(biāo)組分/吹掃劑≥β目標(biāo)組分/脫附劑,優(yōu)選為2-100,更優(yōu)選為3-50,其中脫附劑和吹掃劑的分離系數(shù)比分別定義如下:
和
4.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的方法,其中吸附劑床層沿第一方向的長(zhǎng)徑比大于或等于吸附劑床層沿第二方向和第三方向的長(zhǎng)徑比。
5.權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)的方法,其中吸附劑床層為圓柱狀吸附劑床層,其中圓柱體內(nèi)部填充有吸附劑,圓柱體頂部和下部分別設(shè)有分布和收集空間以及分布和收集多孔板,此時(shí)第三方向與第一和第二方向相逆;或者吸附劑床層為箱體狀吸附劑床層,其中箱體內(nèi)部填充有吸附劑,箱體在水平橫向和垂直縱向的兩端均分別設(shè)有分布和收集空間以及分布和收集多孔板,此時(shí)第三方向與第一和第二方向相互垂直。
6.權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)的方法,其中吸附步驟和吹掃步驟分別在常壓或加壓下在氣相或液相狀態(tài)下進(jìn)行,和脫附步驟在常壓、加壓或真空下在氣相或液相狀態(tài)下進(jìn)行。
7.權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)的方法,其中原料混合物為苯系二取代物或苯系三取代物的同分異構(gòu)體混合物,其中苯系二取代物選自二甲苯、二乙苯、甲基乙基苯、二氯苯、氯甲苯和氯乙苯,對(duì)位取代物為目標(biāo)組分,其中苯系三取代物選自二氯甲苯和二氯乙苯,其中1,2,5-三取代物或1,2,4-三取代物為目標(biāo)組分,和吹掃劑選自水蒸汽、CO2、C1-C4烴、空氣、氮?dú)夂蜌鍤狻?/p>
8.權(quán)利要求7的方法,其中原料混合物中目標(biāo)組分的含量不高于80wt%,優(yōu)選不高于70wt%,更優(yōu)選不高于60wt%,和不低于1wt%,優(yōu)選不低于3wt%,其中在目標(biāo)組分的吸附量按動(dòng)態(tài)穿透吸附量計(jì)達(dá)到68-96%時(shí)停止吸附步驟,其中與吸附步驟的持續(xù)時(shí)間τ相比,吹掃步驟的持續(xù)時(shí)間為0.01-5τ,優(yōu)選為0.05-1τ,和當(dāng)脫附物流中目標(biāo)組分的含量低于0.5wt%、優(yōu)選低于0.3wt%時(shí)停止脫附步驟。
9.權(quán)利要求7或8的方法,其中原料混合物和脫附劑的重時(shí)空速分別為0.1-5h-1、優(yōu)選0.3-2.5h-1、更優(yōu)選0.5-1.5h-1,和吹掃劑的重時(shí)空速為0.1-10h-1、優(yōu)選0.2-5h-1、更優(yōu)選0.3-3h-1。
10.權(quán)利要求9的方法,其中原料混合物為二甲苯混合物,吹掃劑為水蒸汽或C1-C4烴,脫附劑為甲苯,其中作為原料混合物的二甲苯混合物、作為吹掃劑的水蒸汽或C1-C4烴和作為脫附劑的甲苯均在常壓下 預(yù)熱至140-170℃后進(jìn)料至吸附劑床層以在氣相狀態(tài)下進(jìn)行吸附、吹掃和脫附。
11.權(quán)利要求9的方法,其中原料混合物為二氯苯混合物,吹掃劑為空氣、氮?dú)饣駽1-C4烴,脫附劑為氯苯,其中作為原料混合物的二氯苯混合物、作為吹掃劑的空氣、氮?dú)饣駽1-C4烴和作為脫附劑的氯苯均在常壓下預(yù)熱至180-200℃后進(jìn)料至吸附劑床層以在氣相狀態(tài)下進(jìn)行吸附、吹掃和脫附。
12.權(quán)利要求9的方法,其中原料混合物為主要含1,2,4-二氯甲苯、1,2,5-二氯甲苯、1,2,6-二氯甲苯的三氯甲苯三異構(gòu)體混合物,其中1,2,5-二氯甲苯為目標(biāo)組分,吹掃劑為氮?dú)?,脫附劑為氯苯,其中作為原料混合物的二氯甲苯混合物和作為吹掃劑的氮?dú)庠?.1-0.5MPa的表壓下預(yù)熱至200-260℃后進(jìn)料至吸附劑床層以在氣相狀態(tài)下進(jìn)行吸附和吹掃,和其中作為脫附劑的氯苯在常壓下預(yù)熱至200-260℃后進(jìn)料至吸附劑床層以在氣相狀態(tài)下進(jìn)行脫附。
13.權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)的方法,其中原料混合物為含少量有機(jī)物的廢水或者含少量水的有機(jī)物液體,其中含少量有機(jī)物的廢水中有機(jī)物為目標(biāo)組分,含少量水的有機(jī)物液體中水為目標(biāo)組分,所述有機(jī)物選自己烷、庚烷、苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、對(duì)二甲苯、丙酮、乙酸、乙醇、乙酸乙酯、1-丙醇、1,3-丙二醇、正丁醇、甲胺、乙胺、丙胺、正丁胺、甲酰胺、乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、氯仿、環(huán)己酮肟以及小分子藥物中間體,其中吹掃劑和脫附劑各自獨(dú)立地選自水蒸汽、CO2、C1-C4烴、空氣、氮?dú)夂蜌鍤狻?/p>
14.權(quán)利要求13的方法,其中原料混合物中目標(biāo)組分的含量不高于20wt%,優(yōu)選不高于15wt%,更優(yōu)選不高于10wt%,和不低于0.01wt%,優(yōu)選不低于0.03wt%,其中在目標(biāo)組分的吸附量按動(dòng)態(tài)穿透吸附量計(jì)達(dá)到90-99.5%時(shí)停止吸附步驟,其中與吸附步驟的持續(xù)時(shí)間τ相比,吹掃步驟的持續(xù)時(shí)間為0.001-0.5τ,優(yōu)選為0.002-0.2τ,和脫附步驟的持續(xù)時(shí)間為0.01-0.5τ,優(yōu)選為0.02-0.2τ。
15.權(quán)利要求13或14的方法,其中原料混合物和脫附劑的重時(shí)空 速分別為0.1-10h-1、優(yōu)選0.2-5h-1、更優(yōu)選0.25-2.5h-1,和吹掃劑的重時(shí)空速為0.1-50h-1、優(yōu)選0.2-30h-1、更優(yōu)選0.25-10h-1。
16.權(quán)利要求15的方法,其中原料混合物為含丙酮廢水,吹掃劑和脫附劑各自獨(dú)立地選自水蒸汽、CO2、C1-C4烴、空氣、氮?dú)夂蜌鍤?,其中吸附步驟在常壓下進(jìn)行,吹掃步驟和脫附步驟在0.1-1.0MPa表壓下進(jìn)行。
17.權(quán)利要求15的方法,其中原料混合物為含二甲基乙酰胺廢水,吹掃劑和脫附劑各自獨(dú)立地選自水蒸汽、CO2、C1-C4烴、空氣、氮?dú)夂蜌鍤?,其中吸附步驟和脫附步驟在常壓下進(jìn)行,吹掃步驟在0.02-0.15MPa表壓下進(jìn)行。