[發明專利]一種甲苯和重芳烴歧化與烷基轉移催化劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202211665022.0
• 申請日: 2022-12-23
• 公開（公告）號: CN115920956A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 張風雷;朱志榮;楊春;趙國慶;李明
• 申請（專利權）人: 寧波中金石化有限公司
• 主分類號: B01J29/78
• 分類號: B01J29/78;B01J29/80;B01J37/02;B01J35/10;C07C6/12;C07C15/04;C07C15/08
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 俞潤體

本發明涉及石油化工技術領域，尤其涉及一種甲苯和重芳烴歧化與烷基轉移催化劑及其制備方法和應用。該催化劑的原料包括以下組分：微孔分子篩、大孔粘結劑和至少兩種能形成不同尺寸孔道的致孔劑。本發明的催化劑中，采用微孔分子篩、大孔粘結劑和至少兩種致孔劑相配合，實現了催化劑上具有分子篩微孔、晶間介孔以及大孔的孔道特征，能夠適應甲苯和重芳烴歧化與烷基轉移反應中反應物、中間產物和反應產物的復雜性，為不同大小的分子提供反應與擴散的催化場所，從而實現較好的催化性能和催化穩定性。

技術領域

本發明涉及石油化工技術領域，尤其涉及一種甲苯和重芳烴歧化與烷基轉移催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

芳烴是石油化工工業的重要基礎原料，其中苯和對二甲苯(PX)是需求量最大的基礎芳烴化工原料，主要用于合成高分子聚酯纖維和塑料，還在醫藥、農藥、染料等領域有極其廣泛的用途。目前芳烴的大規模工業生產是通過芳烴聯合裝置實現的，其中甲苯與碳九(C9A)、碳十(C10A)及碳十以上重芳烴(C10+A)的歧化與烷基轉移是最重要的關鍵技術之一。

反應物、中間產物、反應產物的擴散是影響催化性能的重要因素。特別是對于甲苯和重芳烴歧化與烷基轉移反應而言，該反應的原料中，通常包含了較小分子尺寸的甲苯至較大分子尺寸的多甲基萘多達約30個成份，因此，用于甲苯和重芳烴歧化與烷基轉移反應的催化劑孔道性質對反應擴散與催化性能影響顯著，同時也是影響催化劑壽命的重要因素。并且，未來甲苯歧化與烷基轉移的反應物料逐漸向高含量的重芳烴發展，高重芳烴原料對擴散的要求更高，并且會顯著影響催化劑的使用壽命。但目前，關于甲苯和重芳烴歧化與烷基轉移催化劑中孔道結構和反應擴散的研究還很少，特別是從特種分子篩或者催化劑成型工藝的角度，更是鮮有報道。

雖然人們已意到了分子篩催化劑孔道結構對反應擴散與催化性能影響重要性，但報道的主要手段是使用不同粘接劑進行分子篩催化劑顆粒中中大孔的引入，可供選擇條件有限、設計預測難度大、孔道大小及分布重復性不易控制，目前尚缺乏一個實用有效的甲苯和重芳烴歧化與烷基轉移催化劑中多級孔道結構的設計及其制備方法。例如，專利CN100352549C公開了一種甲苯擇形歧化制對二甲苯催化劑，其催化劑具有多級孔的性質，能夠在一定程度上提高催化性能，但該專利僅通過選擇粘結劑的手段引入中大孔，孔道大小和分布不易控制，且催化劑總孔容不大，能夠適應甲苯的歧化反應，但當用于甲苯和重芳烴的歧化與烷基轉移反應中時，難以適應分子尺寸相差較大的甲苯和重芳烴混合原料，無法在較大程度上促進反應擴散，造成催化活性較低，以及催化劑的穩定性不佳、壽命較短。

發明內容

為了解決現有的歧化與烷基轉移催化劑難以適應甲苯和重芳烴混合原料，無法在較大程度上促進反應擴散的技術問題，本發明提供了一種甲苯和重芳烴歧化與烷基轉移催化劑。該催化劑能夠適應甲苯和重芳烴歧化與烷基轉移反應中反應物、中間產物和反應產物的復雜性，有效促進反應擴散，從而實現較高的催化性能和較好的催化穩定性。

本發明的具體技術方案為：

第一方面，本發明提供了一種甲苯和重芳烴歧化與烷基轉移催化劑，所述催化劑的原料包括以下組分：微孔分子篩、大孔粘結劑和至少兩種能形成不同尺寸孔道的致孔劑。

甲苯和重芳烴歧化與烷基轉移反應過程中，原料的組成和反應中間產物較為復雜，特別是在C9、C10含量較高的原料中，較大的分子對催化劑的催化與擴散性能的要求更高。本發明采用微孔分子篩、大孔粘結劑和至少兩種致孔劑相配合，賦予催化劑微孔、晶間介孔和大孔的多級孔道特征，更適合為不同大小的分子提供反應與擴散的催化場所，能夠適應甲苯和重芳烴歧化與烷基轉移反應中反應物、中間產物和反應產物的復雜性，大幅提高催化劑在甲苯和重芳烴歧化與烷基轉移反應中的催化性能和使用壽命(穩定性)。并且，通過本發明的方式實現多級孔道，易于控制孔道大小和分布，能夠解決分子篩催化劑制備中多級孔道結構分布控制難與制備重復性低的難題。

作為優選，所述催化劑中的微孔體積為0.10～0.25mL/g，中孔體積為0.10～0.35mL/g，大孔體積為0.10～0.30mL/g。