[发明专利]一种烷烃和/或环烷烃芳构化催化剂及芳构化方法

说明书

技术领域

本发明为一种烷烃和/或环烷烃芳构化催化剂及芳构化方法，具体地说，是一种用于C₆～C₁₂烷烃和/或环烷烃芳构化的催化剂及芳构化方法。

背景技术

轻质芳烃-苯、甲苯和二甲苯(简称BTX)是石化工业生产的基本有机化工原料，也是高辛烷值汽油的重要组分。工业上生产芳烃的主要方法是催化重整工艺。催化重整是以C₆～C₁₂的石脑油馏分为原料，在催化剂作用下通过临氢催化反应，使烷烃和环烷烃转化为芳烃或异构烷烃，同时副产氢气的过程。催化重整过程中涉及很多反应，如环烷烃脱氢、烷烃异构化、烷烃脱氢环化等，其中，烷烃脱氢环化反应是重整反应中反应历程最长、反应速率最慢和所需反应条件最苛刻的反应，但也是生产芳烃和高辛烷值汽油最重要的反应之一。重整催化剂一般为负载铂的双功能催化剂，目前常用的是双金属催化剂对C₆、C₇烷烃的芳构化选择性较低。Pt/KL沸石催化剂具有高的芳烃选择性，但存在着抗硫性能和再生性能差的缺点。因此，近年来，一些科学工作者致力于开发其它一些氧化物为载体的催化剂，用于烷烃的芳构化反应。

Arata等(Appl.Catal.A：General 100，1993：19-26)制备了一些氧化物为载体的Cr催化剂，在550℃和He气为载体的脉冲反应条件下评价正己烷的芳构化性能，发现以ZrO₂和HfO₂为载体的Cr催化剂的转化率和苯选择性都高，而以SiO₂和Al₂O₃为载体的催化剂的转化率和选择性均低。

US6239323公开了一种脂肪族和脂环族烃的芳构化催化剂及制备方法与应用，所述的催化剂以ZrO₂、HfO₂或它们的混合物为载体，负载选自Nb、Cr、W、Mn、Ta和Re的至少一种金属氧化物制成催化剂，其中金属氧化物含量为0.01～10重量％，所述的催化剂中不含强酸、强碱或强酸和强碱中心。所述催化剂中优选含有选自第二主族、第三副族的金属氧化物、硅或铝的氧化物。该催化剂用于正辛烷异构化反应，转化率较低，所得C₆～C₈芳烃产物中所含邻二甲苯量较高。

CN1216938A公开了一种用于选择性芳构化的催化剂，用于含有C₆～C₁₂直链、支链烷烃和/或环状烷基或亚烷基链的烃类的选择性芳构化反应。该催化剂含有至少一种选自第VIII族的元素和/或铼和/或锡，负载在IVB族金属的氧化物上。所述的IVB族金属的氧化物优选氧化锆，且催化剂中还含有一种碱金属、碱土金属、第三主族或副族的化合物和/或锌，其含量优选0.1～15重量％。所述第三主族或副族的化合物为镧、钇、镓、铟或铊的化合物。所述催化剂用于正壬烷或正辛烷的异构化反应，具有高的乙苯产率。

发明内容

本发明的目的是提供一种C₆～C₁₂烷烃和/或环烷烃的芳构化催化剂及制备方法，所述的催化剂具有较高的烷烃转化率、乙苯选择性和活性稳定性。

本发明的另一个目的是提供使用上述催化剂进行C₆～C₁₂烷烃和/或环烷烃芳构化的方法。

本发明提供的C₆～C₁₂烷烃和/或环烷烃芳构化催化剂，包括氧化锆载体、以氧化锆为基准计算的含量为0.1～5.0质量％的VIII族金属和0.01～0.5质量％的第二金属组分，所述第二金属组分选自钡、镍、钴或钼。

本发明在以氧化锆为载体的VIII族金属催化剂中加入第二金属组分，使催化剂在保持较高的芳烃产率和乙苯选择性的同时，活性稳定性明显提高。

具体实施方式

本发明催化剂以氧化锆为载体，负载VIII族金属和选自钡、镍、钴或钼的第二金属组分，制得催化剂用于碳数较大的正构烷烃和/或环烷烃的芳构化反应，失活速率显著降低，活性稳定性提高，同时正构烷烃的转化率和芳烃产率仍保持较高的水平。

本发明催化剂中所述的VIII族金属含量优选0.3～2.0质量％，第二金属组分含量优选0.03～0.3质量％。所述的VIII族金属优选铂或钯。所述第二金属组分为镍时，催化剂中还可含有钴或钼，其含量优选0.01～0.5质量％。

所述氧化锆优选单斜相的氧化锆，即氧化锆中单斜相氧化锆含量至少为90质量％。