[發明專利]一種重質芳烴輕質化的方法

有效

• 申請號: 201310191577.0
• 申請日: 2013-05-22
• 公開（公告）號: CN104174429B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 季靜;柴忠義;紀玉國;張富春;任玉梅;杜周
• 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北京化工研究院
• 主分類號: B01J29/46
• 分類號: B01J29/46;C10G47/20;C07C15/04;C07C15/06;C07C15/08;C07C4/18
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司11372
• 代理人: 吳大建,歐穎

技術領域

本發明屬于重芳烴加氫脫烷基催化劑應用技術領域，具體涉及一種C₉⁺重質芳烴輕質化的方法。

背景技術

在石油和煤加工過程中副產的芳烴，主要為C₉和C₁₀芳烴，稱為重質芳烴。重質芳烴主要來源于煉油廠催化重整裝置，乙烯裝置副產裂解汽油和乙烯焦油以及煤高溫煉焦副產煤焦油等。隨著煉油能力的增加以及百萬噸級大型乙烯的建成投產，重質芳烴產量將大幅提高。

美國、前蘇聯和日本于20世紀50年代起就開始研究和開發重質芳烴的綜合利用，主要是將重質芳烴輕質化，把重質芳烴轉化生成附加值較高的苯、甲苯、二甲苯等基本石油化工產品。在國外，這種技術已經成為重質芳烴綜合利用中最先進和最具發展潛力的技術，是提高重質芳烴利用率的重要手段。作為重質芳烴輕質化技術之一的催化加氫脫烷基工藝具有轉化率高、選擇性高、溫度低、氫耗低以及液相產物收率高等特點，是目前重質芳烴輕質化技術的研究熱點。目前，國外重質芳烴輕質化的工藝主要有HAD工藝，DETOL工藝，TAC9工藝和IEOLYST/SK等工藝。催化劑主要采用氧化鋁負載金屬催化劑或分子篩負載金屬催化劑。

我國對重質芳烴的利用研究是從20世紀70年代開始的，與國外相比，我國重質芳烴的利用尚處于發展的前期階段；所以我國每年仍在大量進口苯、甲苯、二甲苯尤其是對二甲苯及其下游衍生物等。鑒于此，開發出一種重質芳烴輕質化的方法，綜合有效利用重質芳烴資源，緩解我國苯、甲苯、二甲苯大量依賴進口的局面勢在必行。CN101885663A公布了一種重芳烴輕質化及烷基轉移的方法，具體通過采用5～95份以ZSM-5為核相和以β沸石晶粒為殼層的核殼型分子篩和95～5份粘結劑作為催化劑催化C₉⁺重芳烴輕質化，在一定的溫度和壓力等條件下，其重芳烴轉化率為40～60%左右。

發明內容

鑒于上述現有技術狀況，本申請的發明人在重質芳烴加氫脫烷基催化劑應用領域進行了廣泛深入的研究，以期找到一種優良的加氫催化劑能使重質芳烴輕質化。結果發現，使用一種鎳系催化劑，選用ZSM-5沸石及TiO₂和Al₂O₃的復合載體，在一定的工藝條件下，能夠高效促使重質芳烴輕質化，且催化劑抗積碳效果好，延長催化劑使用壽命，重質芳烴轉化率和苯、甲苯、二甲苯收率也有所提高。

本發明提供一種鎳系催化劑，所述催化劑的活性組分為鎳，催化劑的載體為ZSM-5沸石與TiO₂和Al₂O₃的復合載體。

優選的是，金屬鎳的重量為所述催化劑總重量的10～15%。進一步地，在所述復合載體中，ZSM-5沸石占載體的60～80wt%，TiO₂和Al₂O₃共占載體的20～40wt%。

在本發明的催化劑制備過程中，所述復合載體在浸漬金屬鎳之前，先用NH₄Cl溶液對其進行離子交換。

本發明還提供一種C₉⁺重質芳烴輕質化的方法，其特征在于，所使用的催化劑活性組分為鎳，且該催化劑以ZSM-5沸石與TiO₂和Al₂O₃為復合載體。在本發明所述方法中，包括使重質芳烴和氫氣的進料在反應裝置中與所述催化劑接觸。本發明采用非貴金屬鎳催化劑，其加氫效果明顯，大大降低重芳烴輕質化成本。

在本發明方法中，優選的是，金屬鎳的重量為所述催化劑總重量的10～15%。進一步地，所述復合載體中，ZSM-5沸石占載體的60～80wt%，TiO₂和Al₂O₃共占載體的20～40wt%。本發明中復合載體例如為三葉草形、條形、片形或圓柱形等常見形狀。進一步地，所述復合載體中，TiO₂與Al₂O₃的重量比為1：3～6。