[发明专利]烷基芳烃异构化催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明为一种烷基芳烃异构化催化剂及其制备方法，具体地说，是一种C₈芳烃异构化催化剂及其制备方法。

背景技术

对二甲苯(PX)和邻二甲苯(OX)是重要的化工原料，主要用于生产对苯二甲酸、对苯二甲酸二酯、邻苯二甲酸酐，此外还应用于涂料、染料、农药和医药等领域。随着这些行业的发展，PX和OX的需求量迅速增长。目前，增产PX和OX的工艺技术主要为二甲苯异构化技术，该技术是将利用价值低的间二甲苯和乙苯转化为PX和OX的重要手段。通过二甲苯异构化反应，产物中对二甲苯达到或接近热力学平衡值，乙苯部分转化为二甲苯，副反应产物为非芳烃，还有少量的苯、甲苯和C₉⁺重芳烃。产物经过分离装置可以将PX和OX产品分出，再将少量的轻质非芳烃、苯、甲苯和C₉⁺重芳烃分离出去，剩余物料可作为异构化原料循环利用。而二甲苯异构化催化剂的性能是关键，决定了装置的处理能力及C₈芳烃的收率。

二甲苯异构化催化剂的主要性能是异构化活性、乙苯转化率和C₈烃收率等指标，异构化活性是保证在反应产物中目的产品PX或OX的含量，进而决定装置的产品规模；乙苯转化率则是保证将新鲜C₈芳烃原料中的乙苯转化完全，一方面保证乙苯在循环物料中没有积累，另一方面将乙苯转化为二甲苯，提高C₈芳烃的利用率；C₈芳烃收率则是保证经过催化剂反应后的原料的有效利用率，是衡量催化剂将C₈芳烃转化为轻烃、苯、甲苯、C₉⁺芳烃的指标。

USP6,660,896采用两段催化法进行C₈芳烃的异构化，第一段采用具有二甲苯异构化功能的催化剂，主要进行二甲苯间的转化反应，不转化乙苯或很少转化，所使用的沸石包括ZSM-5，并指出可通过水蒸汽处理或碱金属离子交换来降低沸石的α值，但没有公开具体的处理办法；第二段则主要将乙苯转化为对二甲苯，使用的催化剂活性组分为非二维的十元环沸石，如ZSM-48、SAPO-11、ZSM-23、ZSM-22、NU-87、ZSM-11、ZSM-57或SAPO-41，成型后的催化剂也进行水蒸汽改性处理，处理温度为650℃，处理时间为12小时。

USP7495137公开了一种两段芳烃异构化方法，第一段使C₈芳烃与MTW或Ga-MFI沸石为活性组分的第一催化剂接触，反应产物再与负载铂族金属的含MgAPO-31的第二催化剂接触进行异构化反应。该专利提供的改善Ga-MFI性能的方法之一是采用水蒸汽处理降低其酸性，处理的温度为600～1200℃。

USP5,998,688公开了一种使用甲苯为原料的二甲苯异构化方法，该方法在二甲苯中加入甲苯，以使乙苯转化的二甲苯异构化反应过程中的二甲苯损失减至最小。使用中孔沸石为催化剂活性组分，中孔沸石包括ZSM-5、ZSM-35、ZSM-57、ZSM-58、ZSM-22、ZSM-23、SAPO-5、SAPO-11或SAPO-41，沸石可用有机硅化合物进行原位、异位、焦炭择形、以及水蒸汽处理等方法进行改性。添加的甲苯在原料中的浓度不低于5重量％，能够抑制歧化副反应，从而增加二甲苯收率。

CN98124082.8公开了一种含有EUO的C₈芳烃异构化催化剂，所述的EUO沸石优选EU-1，负载铂的宏观分布系数为0.7～1.3。与丝光沸石为活性组分的对比剂相比，该催化剂的异构化活性明显提高，选择性增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种烷基芳烃异构化催化剂及其制备方法，该催化剂的强弱酸性中心分布合理，可提高烷基芳烃异构化反应的对位烷基芳烃的收率，并抑制异构化副反应的发生。

本发明提供的烷基芳烃异构化催化剂，包括负载于复合载体上的以干基载体为基准计算的含量为0.1～0.5质量％的VIII族金属，所述的载体包括10～50质量％的钠交换度为70～80％的氢型丝光沸石、经水蒸汽处理的5～50质量％的氢型MFI沸石或氢型EUO沸石、以及30～80质量％的氧化铝。

本发明催化剂在载体中使用分别用不同方法处理的孔径不同的沸石，将大孔径的丝光沸石的钠离子交换度控制在一定的范围，再通过水蒸汽处理方法改善中孔沸石的酸中心强度，从而提高烷基芳烃异构化催化剂的活性和液体收率，抑制异构化反应过程中的副反应，增加对位烷基芳烃的产率。