[发明专利]选择性脱烷基和芳烃烷基转移反应催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种选择性脱烷基和芳烃烷基转移反应催化剂，特别是关于能够以碳九及其以上重质芳烃和甲苯为原料或单独以碳九及其以上重质芳烃为原料，通过烷基转移和脱烷基反应，降低副反应和产物中乙苯副产物含量从而增产二甲苯产物的反应催化剂。

背景技术

二甲苯中的对二甲苯是石化工业主要的基本有机原料之一，在化纤、合成树脂、农药、医药、塑料等众多化工生产领域有着广泛的用途。为了增产二甲苯，利用甲苯歧化或甲苯与碳九及其以上重芳烃(C₉⁺A)歧化与烷基转移反应生成苯和C₈A，通过增产二甲苯达到有效增产对二甲苯的目的。

人们通常把碳九芳烃(C₉A)、碳十及其以上重芳烃(C₁₀⁺A)统称为重芳烃。石油重芳烃主要来源于轻油裂解生产乙烯装置的副产品；炼油厂催化重整生产的芳烃；甲苯歧化与烷基转移装置的副产品。随着重质芳烃量的增多，重质芳烃的综合利用成为人们关心的问题，其中C₉A的加工利用已有成熟的方法，较广泛地用作甲苯歧化与烷基转移反应的原料，用来制造苯和C₈A。据估计一个年产22.5万吨对二甲苯的芳烃联合装置，由于原料油的不同，加工过程的不同，每年产生的C₁₀⁺A为1～3万吨，这是一种宝贵的资源，而目前的芳烃联合装置对此还没有适当的处理及利用方法。

随着催化剂技术的发展，目前可以采用反应原料中混入一定含量的碳十重质芳烃(C₁₀A)的方法来提高目的产物的收率，以弥补追求高转化率、高空速下，产物收率偏低的不足，但实际上C₁₀A中只有20～30％左右得以利用，而大约80～70％的C₁₀A从重芳烃塔塔底排出。

作为合理利用重质芳烃资源的一种重要的研究课题，重质芳烃通过烷基转移和脱烷基反应轻质化高选择性地生产二甲苯也越来越受到了人们的关注。重质芳烃轻质化是通过加氢脱烷基反应，最终生成苯、甲苯和二甲苯。然而，由于目前重质芳烃主要是通过热解法和催化脱烷基法制取轻芳烃，热解法脱烷基造成氢耗增加，对芳烃的侧链烷基-甲基、乙基的脱烷基没有选择性，造成对原料甲苯、C₉⁺A的主要成份三甲苯及甲基乙基苯和产物二甲苯脱甲基严重，从而使甲基保持率低、二甲苯选择性差，以上造成对原料甲苯、三甲苯、甲基乙基苯未得到有效利用，目的产物二甲苯的收率较低，同时由于没有选择性地脱乙基，使产物C₈A中乙苯含量较高，给混合C₈A的进一步分离二甲苯工艺带来困难，这些都使二甲苯生产的技术经济指标较差，商业化受到限制。

在特公昭51-29131专利中，用MoO₃-NiO/Al₂O₃(重量组成为13％Wo、5％Ni)为催化剂，以C₉A～C₁₀A(苯0.81％，甲苯0.26％，C₈A0.95％，C₁₀A15.23％)为原料，在6MPa和550℃反应条件下，反应产物组成中以重量百分比计为含苯9.74％，甲苯30.27％，二甲苯32.33％以及非芳烃0.16％。

USP5,942,651公开了一种将苯或甲苯与C₉⁺A烷基转移生产轻芳烃的方法，该方法将两种催化剂装填成两个床层，或者装填在两个串连的反应器中，该法所述的第一种沸石主要选自MCM-22、PSH-3、SSZ-25、ZSM-12或β，第二种沸石选自ZSM-5，第二种催化剂的量占催化剂总量的1～20％，最好10～15％。在反应时需要将原料先通过第一催化剂床层，并控制重量空速为1.0～7.0时^-1，优选为2.5～4.5时^-1，通过第二催化剂床层的重量空速为5.0～100.0时^-1，优选为15.0～35.0时^-1，该方法的目的是使原料以较慢的速度通过第一催化剂，生成中间产品，然后在让该中间产品以较快的速度通过第二催化剂，以生成更多的BTX。