[發明專利]兩級芳烴異構化方法

無效

• 申請號: 200680022943.8
• 申請日: 2006-06-13
• 公開（公告）號: CN101208283A
• 公開（公告）日: 2008-06-25
• 發明（設計）人: 周麓波;G·F·馬埃爾;J·A·約翰遜;J·E·鮑爾
• 申請（專利權）人: 環球油品公司
• 主分類號: C07C5/52
• 分類號: C07C5/52
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 林柏楠;張耀宏

發明背景

本發明涉及烴的催化轉化，更具體地涉及芳烴異構化。

一般背景和相關領域

二甲苯異構體是在化學合成中應用廣泛的重要中間體。對二甲苯是制造合成紡織纖維和樹脂中用的對苯二甲酸的原料。間二甲苯用于制造增塑劑、偶氮染料、木材保護劑等。鄰二甲苯是生產鄰苯二甲酸酐的原料。

從催化重整或其它來源得到的二甲苯異構體的比例一般不滿足作為化學中間體的比例要求，而且還包含難以分離或轉化的乙苯。特別地，對二甲苯是需求增長迅速的主要化學中間體，但其僅占典型C₈芳烴流的20-25％。可以通過將二甲苯異構體的回收(例如用于回收對二甲苯的吸附)與用于生成額外量的所需異構體的異構化相結合，將異構體的比例調節到要求水平。異構化將所需二甲苯異構體含量低的二甲苯異構體非平衡混合物轉化為接近平衡濃度的混合物。

已經開發出各種實現二甲苯異構化的催化劑和工藝。在合適技術的選擇中，期望得到比例盡可能接近平衡的芳烴異構體以使對二甲苯產率最大；但接近平衡的方案由于副反應也導致C₈環烴損失變大。所用接近平衡的方案是在高轉化率(即，非常接近平衡的方案)下的高C₈環烴損失與由于未轉化C₈芳烴的大循環比所導致的高設施成本之間的最佳折衷。因此，要基于其活性、選擇性和穩定性的有利平衡來評價催化劑。

在過去的大約二十五年中，含分子篩的催化劑對于二甲苯異構化已變得突出。例如，US?3856872教導了使用包含ZSM-5、ZSM-12或ZSM-21沸石的催化劑的二甲苯異構化和乙苯轉化。US?4899011教導了使用兩種沸石的C₈芳烴的異構化，其中每種沸石都與強的氫化金屬結合。US?5240891公開了一種具有窄比例范圍的結構骨架鎂的MgAPSO分子篩及其在二甲苯異構化中的用途。US?6222086教導了兩種沸石催化劑用于二甲苯和乙苯的混合物異構化的用途，其中第二催化劑中的鉑族金屬的含量不超過第一催化劑中鉑族金屬含量的30％。US?6448459公開了一種方法組合，包括回收和異構化富含乙苯濃縮液的第一餾分，通過吸附從乙苯富集的第二餾分中回收對二甲苯以及異構化來自對二甲苯吸附步驟的萃殘液和解吸劑。US6660896教導了一種異構化含有乙苯和二甲苯異構體混合物的原料的方法，該方法在氫氣的存在下使用第一和第二催化劑，以得到具有超平衡對二甲苯的產物。盡管這些文獻教導了本發明的個別要素，但本領域沒有建議將這些要素組合起來以得到本發明方法的關鍵特征。

一般根據與二甲苯異構體相關的乙苯的處理方式來分類用于C₈芳烴異構化的催化劑。乙苯不容易異構化為二甲苯，但通常在異構化單元中將其轉化，因為通過超精餾或吸附將其與二甲苯分離十分昂貴。常用的方案是使乙苯脫烷基化以主要形成苯，同時將二甲苯異構化成接近平衡的混合物。另一方案是在具有加氫-脫氫功能的固體酸催化劑存在下經轉化為環烷烴和由環烷烴再轉化，使乙苯反應形成二甲苯混合物。前一方案的乙苯轉化率一般較高并且二甲苯異構化更有效，因而降低了異構化/對二甲苯回收回路中的循環量，并隨之減少了處理成本，而后一方案通過由乙苯形成二甲苯而提高了二甲苯產率。結合這兩種方案特征(即實現了在乙苯和二甲苯的高轉化率下乙苯異構化為二甲苯)的催化劑系統和方法使二甲苯生產在經濟方面獲得顯著改善。

發明概述

本發明的主要目的是提供一種新方法，該方法使用適合于C₈芳烴異構化特定反應的催化劑和系統的組合，以使所需二甲苯異構體的產率在低的環狀化合物損失和循環速率下得到提高。

本發明基于以下發現：催化劑體系，以及在不存在氫氣的情況下異構化二甲苯的液相工藝與轉化C₈芳烴中乙苯的氣相工藝的組合得到比平衡濃度要高的對二甲苯。