[發明專利]烷基芳烴異構化催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 200910143622.9
• 申請日: 2009-05-27
• 公開（公告）號: CN101898145A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發明（設計）人: 梁戰橋;顧昊輝;劉中勛;趙斌;阮遲;周震寰
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: B01J29/22
• 分類號: B01J29/22;B01J29/74;B01J37/02;B01J37/08;C07C5/27;C07C15/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王景朝;龐立志

技術領域

本發明為一種烷基芳烴異構化催化劑及其制備方法，具體地說，是一種C₈芳烴異構化催化劑及其制備方法。

背景技術

對二甲苯(PX)和鄰二甲苯(OX)是重要的化工原料，主要用于生產對苯二甲酸、對苯二甲酸二酯、鄰苯二甲酸酐，此外還應用于涂料、染料、農藥和醫藥等領域。隨著這些行業的發展，PX和OX的需求量迅速增長。目前，增產PX和OX的工藝技術主要為二甲苯異構化技術，該技術是將利用價值低的間二甲苯和乙苯轉化為PX和OX的重要手段。通過二甲苯異構化反應，產物中對二甲苯達到或接近熱力學平衡值，乙苯部分轉化為二甲苯，副反應產物為非芳烴，還有少量的苯、甲苯和C₉⁺重芳烴。產物經過分離裝置可以將PX和OX產品分出，再將少量的輕質非芳烴、苯、甲苯和C₉⁺重芳烴分離出去，剩余物料可作為異構化原料循環利用。而二甲苯異構化催化劑的性能是關鍵，決定了裝置的處理能力及C₈芳烴的收率。

二甲苯異構化催化劑的主要性能是異構化活性、乙苯轉化率和C₈烴收率等指標，異構化活性是保證在反應產物中目的產品PX或OX的含量，進而決定裝置的產品規模；乙苯轉化率則是保證將新鮮C₈芳烴原料中的乙苯轉化完全，一方面保證乙苯在循環物料中沒有積累，另一方面將乙苯轉化為二甲苯，提高C₈芳烴的利用率；C₈芳烴收率則是保證經過催化劑反應后的原料的有效利用率，是衡量催化劑將C₈芳烴轉化為輕烴、苯、甲苯、C₉⁺芳烴的指標。

USP6,660,896采用兩段催化法進行C₈芳烴的異構化，第一段采用具有二甲苯異構化功能的催化劑，主要進行二甲苯間的轉化反應，不轉化乙苯或很少轉化，所使用的沸石包括ZSM-5，并指出可通過水蒸汽處理或堿金屬離子交換來降低沸石的α值，但沒有公開具體的處理辦法；第二段則主要將乙苯轉化為對二甲苯，使用的催化劑活性組分為非二維的十元環沸石，如ZSM-48、SAPO-11、ZSM-23、ZSM-22、NU-87、ZSM-11、ZSM-57或SAPO-41，成型后的催化劑也進行水蒸汽改性處理，處理溫度為650℃，處理時間為12小時。

USP7495137公開了一種兩段芳烴異構化方法，第一段使C₈芳烴與MTW或Ga-MFI沸石為活性組分的第一催化劑接觸，反應產物再與負載鉑族金屬的含MgAPO-31的第二催化劑接觸進行異構化反應。該專利提供的改善Ga-MFI性能的方法之一是采用水蒸汽處理降低其酸性，處理的溫度為600～1200℃。

USP5,998,688公開了一種使用甲苯為原料的二甲苯異構化方法，該方法在二甲苯中加入甲苯，以使乙苯轉化的二甲苯異構化反應過程中的二甲苯損失減至最小。使用中孔沸石為催化劑活性組分，中孔沸石包括ZSM-5、ZSM-35、ZSM-57、ZSM-58、ZSM-22、ZSM-23、SAPO-5、SAPO-11或SAPO-41，沸石可用有機硅化合物進行原位、異位、焦炭擇形、以及水蒸汽處理等方法進行改性。添加的甲苯在原料中的濃度不低于5重量％，能夠抑制歧化副反應，從而增加二甲苯收率。

CN98124082.8公開了一種含有EUO的C₈芳烴異構化催化劑，所述的EUO沸石優選EU-1，負載鉑的宏觀分布系數為0.7～1.3。與絲光沸石為活性組分的對比劑相比，該催化劑的異構化活性明顯提高，選擇性增加。

發明內容

本發明的目的是提供一種烷基芳烴異構化催化劑及其制備方法，該催化劑的強弱酸性中心分布合理，可提高烷基芳烴異構化反應的對位烷基芳烴的收率，并抑制異構化副反應的發生。

本發明提供的烷基芳烴異構化催化劑，包括負載于復合載體上的以干基載體為基準計算的含量為0.1～0.5質量％的VIII族金屬，所述的載體包括10～50質量％的鈉交換度為70～80％的氫型絲光沸石、經水蒸汽處理的5～50質量％的氫型MFI沸石或氫型EUO沸石、以及30～80質量％的氧化鋁。

本發明催化劑在載體中使用分別用不同方法處理的孔徑不同的沸石，將大孔徑的絲光沸石的鈉離子交換度控制在一定的范圍，再通過水蒸汽處理方法改善中孔沸石的酸中心強度，從而提高烷基芳烴異構化催化劑的活性和液體收率，抑制異構化反應過程中的副反應，增加對位烷基芳烴的產率。