[发明专利]使用Nb/丝光沸石催化剂的甲苯歧化

说明书

相关申请交叉参考

无。

发明领域

本发明涉及烷基芳族进料物流的歧化。

技术背景

甲苯的歧化涉及众所周知的烷基转移反应，其中将甲苯转化成苯和二甲苯，通常称为甲苯歧化方法或TDP，按照以下反应进行：

(1)甲苯歧化：甲苯←→苯+二甲苯

丝光沸石是许多适用于烷基芳族化合物的烷基转移的分子筛催化剂中的一种。丝光沸石是一种表现出通过晶体结构之内的氧原子互连的硅原子和铝原子的网络的晶体铝硅酸盐沸石。对于丝光沸石催化剂的一般说明，可参见Kirk-Othmer，化学技术百科全书(Encyclopedia of Chemical Technology)，第3版，1981，标题为“分子筛(Molecular Sieves)”，第15卷，第638-643页，该文献通过参考结合于此。丝光沸石可以在自然界中发现，或者按照自然形成的沸石而合成，丝光沸石通常表现出较低的氧化硅与氧化铝的摩尔比，约等于或小于10。但是已知丝光沸石催化剂表现出明显更低的氧化铝含量。这些氧化铝含量减少的丝光沸石催化剂的氧化硅与氧化铝的比例大于10，最高约为100，可以通过例如Sand的美国专利第3436174号中揭示的直接合成法制备，或者可以通过例如Voorhies等的美国专利第3480539号中揭示的更常规制备的丝光沸石的酸萃取法来制备，这两篇文献都通过参考结合于此。已知典型的丝光沸石和铝含量减少的丝光沸石都适用于甲苯歧化。

甲苯进料的歧化可以在200-600℃的温度范围或以上和从大气压到100个大气压的压力范围或以上和约1-10小时^-1的液体时空速度(LHSV)的条件下进行。但是具体的催化剂可以就催化剂活性和老化特性对反应温度进行限制。一般来说当使用高铝丝光沸石(低的氧化硅与氧化铝的比例)的时候，采用较高的温度，当使用低氧化铝丝光沸石的时候，采用较低的温度。因此，在烷基芳族化合物的烷基转移中使用表现出高的氧化硅与氧化铝的比例的丝光沸石催化剂时，通常要向温度范围的低端操作。

通常将氢与甲苯一起供应到反应区。虽然歧化反应(1)不涉及氢的化学消耗，但是通常认为使用氢共进料能延长催化剂的使用寿命。供应的氢量通常按氢与甲苯的摩尔比测量，在现有技术中一般表现为随着温度升高而增大。氢与甲苯的摩尔比一般为0.05∶1至5∶1。

镍-丝光沸石TDP催化剂具有良好的活性和选择性，但是有时候产生超过所需的非芳族化合物。鉴于以上内容，期望获得一种使用丝光沸石催化剂在产生较少非芳族化合物的条件下进行甲苯歧化的方法。

发明概述

本发明的一种实施方式是包含铌的适用于烃类转化的分子筛催化剂。铌含量至少为0.05重量％。该分子筛催化剂可以是沸石，可以是丝光沸石。该催化剂可用于甲苯歧化反应方法，可以提供至少30重量％的甲苯转化率，非芳族化合物选择性小于1.0重量％。甲苯歧化反应方法可以以至少30％的甲苯转化率持续至少30天，平均催化剂失活率不超过1.0℃/天。甲苯歧化反应方法可以提供至少30重量％的甲苯转化率，液体流出物的甲基环戊烷含量小于0.005重量％。

本发明的另一种实施方式是用于将甲苯歧化成苯和二甲苯的方法，其包括使甲苯/氢进料在反应条件下在铌-丝光沸石催化剂上通过，该反应条件足以提供至少30％的甲苯转化率，并提供小于1.0重量％的非芳族化合物选择性。该催化剂的铌含量为0.005-3.0重量％。

在一种实施方式中，甲苯歧化反应方法以至少30％的甲苯转化率持续至少30天，平均催化剂失活率不超过1.0℃/天。在另一种实施方式中，甲苯歧化反应方法以至少40％的甲苯转化率持续至少30天，平均催化剂失活率不超过0.5℃/天。对反应温度进行调节，以保持甲苯转化率水平至少为40％。液体流出物的甲基环戊烷含量可以小于0.005重量％。

在本发明的另一种实施方式中提出了一种用于使甲苯歧化形成苯和二甲苯的方法，该方法包括使甲苯/氢进料在铌-丝光沸石催化剂上通过，该催化剂的铌含量至少为0.05重量％。反应条件足以提供至少30％的甲苯转化率，该反应条件包括150-471℃(300-880℉)的反应温度和200-800psig的反应压力。非芳族化合物选择性小于0.75重量％，该方法能以这种转化率持续至少30天，平均催化剂失活率不超过1.0℃/天。

附图简要描述

图1是使用Nb/丝光沸石催化剂的TDP反应的甲苯转化率和床温的图。