[發明專利]用于C8芳族餾分的異構化的包含具有最優化Si/Al摩爾比的IZM-2沸石的催化劑

有效

• 申請號: 201710617072.4
• 申請日: 2017-07-26
• 公開（公告）號: CN107774301B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: C.布希
• 申請（專利權）人: IFP新能源公司
• 主分類號: B01J29/74
• 分類號: B01J29/74;B01J29/76;C07C5/27;C07C15/073;C07C15/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉維升;黃念

本發明公開了用于C8芳族餾分的異構化的包含具有最優化Si/Al摩爾比的IZM?2沸石的催化劑。描述了包含至少一種含有硅原子和鋁原子的IZM?2沸石、至少一種基質和至少一種來自元素周期表第VIII族的金屬的催化劑，所述沸石具有60至150的硅摩爾數和鋁摩爾數之間的比率。所述催化劑用于包含至少一種每分子含8個碳原子的化合物的芳族進料的異構化方法。

技術領域

本發明涉及包含具有最優化硅鋁摩爾比（Si/Al比，以硅摩爾數/摩爾鋁表示）的通過術語IZM-2命名的沸石的催化劑。本發明還涉及使用所述異構化催化劑的C₈芳烴餾分的異構化方法。

背景技術

含有8個碳原子的芳烴來源主要獲自重整工藝（重整產物）和獲自蒸汽裂化工藝（裂解汽油）。含有8個碳原子的芳烴在這些餾分中的分布可變：通常，10%至30%的乙苯，余量是三種二甲苯異構體：對二甲苯、間二甲苯和鄰二甲苯。通常，這種余量二甲苯中的分布是50%的間二甲苯、25%的鄰二甲苯和25%的對二甲苯。在這種余量二甲苯內，對二甲苯是特別受歡迎的異構體。實際上，經由對苯二甲酸二甲酯和對苯二甲酸，其可用于生產用于衣物的聚酯纖維和聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）的樹脂和膜。因此，希望以其它含8個碳原子的芳烴為代價使對二甲苯的產量最大化。這使用催化異構化法實現。在提取對二甲苯后，將富含間二甲苯、鄰二甲苯和乙苯的殘余餾分送往催化異構化單元，其送回含有8個碳原子的芳烴的混合物，其中二甲苯的比例接近熱力學平衡且由于乙苯的轉化，乙苯的量降低。將這一混合物再次送往對二甲苯提取單元并將殘余餾分送往異構化單元。由此，生成“C₈芳烴環路”，其可用于使對二甲苯的產量最大化（E. Guillon, P. Leflaive, Techniques de l’Ingénieur [Engineering Techniques], J5920, V3）?？梢允褂卯悩嫽瘑卧獙⒍妆疆悩嫽蓪Χ妆讲⑼ㄟ^乙苯脫烷基反應將乙苯轉化成苯。在這種情況下，使用術語該餾分的“脫烷基”異構化。也可以將該殘余餾分送往催化異構化單元以將二甲苯異構化成對二甲苯并通過乙苯異構化反應將乙苯轉化成二甲苯。這隨后被稱作該餾分的“異構化（isomerizing）”異構化（isomerization）。這些工業方法通常使用以固定床模式使用并在氫氣壓力下在氣相中運行的多相催化劑。這兩種類型的方法通過操作條件和所用催化劑的配方（通過它們的性質和/或它們的加氫脫氫和/或酸性官能含量）區分。本發明屬于“異構化”異構化領域。

在“異構化”異構化的情況下，催化劑為雙官能類型并具有酸性官能（通常由至少一種沸石提供）和由貴金屬（通常為鉑）提供的加氫脫氫官能。實際上已經證實，乙苯異構化成二甲苯涉及雙官能類型機制。首先在金屬位點處將乙苯氫化成乙基環己烯，這些環烯烴中間體隨后在布朗斯臺德酸位點處異構化成二甲基環己烯。最后，二甲基環己烯在金屬位點處脫氫成二甲苯。強加氫脫氫官能如鉑的使用也導致通過相應芳環的氫化產生環烷環。

除所需異構化反應外，還希望限制下列類型的副反應：

- 乙苯脫烷基成苯和乙烯；

- 乙苯歧化成二乙苯和苯，或二甲苯歧化成甲苯和含有9個碳原子的芳烴；

- 在乙苯和二甲苯之間；和在二甲苯本身之間的烷基轉移；

- 環烷開環和裂化。

這組反應導致產生更難改質的分子，它們不再循環至“C₈芳烴環路”并被視為該方法的凈損失。除含有8個碳原子的環狀分子外的所有分子因此被視為凈損失。

異構化反應以及副反應主要通過酸性官能被催化。充當酸性官能的沸石的性質（酸性布朗斯臺德位點的數量和強度、微孔骨架的拓撲等）因此對該雙官能催化劑的性質，特別對其選擇性具有直接影響。