[發明專利]C8芳烴異構化催化劑及其應用

有效

• 申請號: 200910187926.5
• 申請日: 2009-10-16
• 公開（公告）號: CN102039161A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 徐會青;劉全杰;賈立明;王偉
• 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撫順石油化工研究院
• 主分類號: B01J29/80
• 分類號: B01J29/80;B01J29/78;B01J29/48;C07C5/27;C07C15/08
• 代理公司: 撫順宏達專利代理有限責任公司 21102
• 代理人: 李微

技術領域

本發明涉及一種C8芳烴異構化催化劑及其應用，特別是將乙苯轉化為二甲苯的催化劑及其應用。

背景技術

在石油化工的生產中，從催化重整或烴油的水蒸氣熱裂解等工藝得到的C8芳烴除含有對、間、鄰二甲苯外，還含有乙苯。為滿足合成纖維對對二甲苯的需要，一般多采用適當的方法分離出乙苯，并通過吸附分離和異構化的手段增加對二甲苯的含量。但由于乙苯與二甲苯的沸點非常接近，用高效精餾或吸附分離直接分離乙苯的加工費用高，經濟上不合算，所以近年來多采用化學反應將乙苯轉化為二甲苯或苯。目前主要有兩種乙苯轉化途徑：一種是通過異構化轉化為二甲苯，這個途徑能夠提高目的產物二甲苯的收率，一直受到市場的青睞；另一種是通過脫乙基生成苯，由于苯餾分沸點與二甲苯差別足夠大，很容易通過精餾將其進行分離，使裝置的生產效率有效提高。

為了使乙苯轉化和二甲苯異構化的反應同時完成，用含有加氫組分的固體酸催化劑將乙苯轉化為苯和乙烷、并將二甲苯異構化為熱力學平衡混合物的方法日益引起重視。乙苯加氫脫烷基生成苯和乙烷的過程中，乙苯的轉化幾乎不受熱力學平衡制約，轉化率較高；同時苯與二甲苯沸點相差較大，可用分餾予以分離。分離出的苯在合成纖維和合成樹脂工業中，也很有利用價值。在這種轉化方法中，催化劑的活性是由產物內的對二甲苯在二甲苯中的含量及乙苯轉化率來衡量，催化劑的選擇性則是由二甲苯收率及乙苯生成苯的選擇性來衡量。

現在用于乙苯轉化方面的專利有很多。而現有技術一般多用負載一種或多種金屬的分子篩催化劑，其載體多用氧化鋁，而分子篩多用絲光分子篩或ZSM系列分子篩。例如美國專利4331822公開了一種加氫條件下的氣相異構化，采用ZSM-5分子篩，催化劑中含有兩種不同的金屬，一種是鉑，另一種是鋅。該方法能夠提高乙苯的轉化率，但二甲苯的損失較高。

US4584423公開的另一異構化方法涉及采用分子篩催化劑，如ZSM-5，它負載了0.05至1.5wt％的金屬，該金屬從含有鋅、鉻、鐵、鋇、錫和銫的金屬組中選出。這一方法是在不加氫和較低壓力即低于約100磅/平方英寸表壓(689千帕)的條件下進行的，證明二甲苯的損失相對較低，大約在1.21-2.65％，而乙苯的轉化率相對較高。然而，該方法是在不使用添加的氫和相對低壓條件下進行，其缺點是，由于焦炭聚集，催化劑容易更快地失活，從而縮短了催化劑的使用壽命。

US4,482,773提出了載Pt和Mg的ZSM-5催化劑，乙苯轉化率也小于45％。US4,487,731提出了載Pt和Bi的ZSM-5催化劑、US4,939,110提出了載Pt和Pb的ZSM-5催化劑、US5,077,254提出了載Pt(Pd)的絲光分子篩催化劑、也有同時使用ZSM-5和絲光分子篩的復合分子篩催化劑，如US4,467,129報道了載有Re、Mo、W、V中一種金屬的ZSM-5和絲光分子篩催化劑。二甲苯收率為95％～98.5％，乙苯生成苯的選擇性小于90％。所有的以上現有技術都能使二甲苯異構化并同時轉化乙苯為苯，但催化劑的活性與選擇性則還有待進一步提高。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種催化劑，能夠把乙苯轉化為二甲苯，產物流中含有大約平衡數量或比平衡數量還多的對二甲苯，具有乙苯轉化率和二甲苯收率高等特點。

本發明的C8芳烴異構化催化劑，包括EUO和ZSM-5兩種分子篩和至少一種第VIII族貴金屬，所述的催化劑中還含有氧化銻，其中EUO和ZSM-5分子篩重量含量之比為1∶10～10∶1，氧化銻重量含量為0.1％～10.0％，VIII族金屬重量含量為0.1％～5.0％。

這里所述的分子篩為EUO結構分子篩，EUO分子篩具有一維微孔孔道結構，含有十元環直通孔道(0.58×0.41nm)及與之垂直聯通的十二元環側袋(0.68×0.58×0.81nm)結構。

所述的EUO分子篩的硅鋁摩爾比為10～200；ZSM-5分子篩的硅鋁摩爾比為20～300。直接合成的EUO分子篩和ZSM-5分子篩一般含有堿金屬或堿土金屬的陽離子，需通過常規的銨離子交換后焙燒的方法得到氫型EUO分子篩和氫型ZSM-5分子篩。

所述的EUO和ZSM-5分子篩重量含量之比為10∶1～1∶10，優選為10∶1～1∶1，更優選為10∶1～2∶1。兩種分子篩在催化劑中的總重量含量為5％～95％，優選為10％～90％，更優選為20％～80％。

所述的第VIII族貴金屬優選為鉑和/或鈀，最優選為鉑。其在催化劑中的重量含量為0.1～5.0％，優選為0.1％～3.0％，更優選為0.2％～1.0％。