[发明专利]C8芳烃异构催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及C₈芳烃的催化转化催化剂及其制备方法和应用，特别是涉及一种邻二甲苯和间二甲苯异构为对二甲苯的催化剂及其制备方法和应用，还涉及C₈芳烃中乙苯的转化。

背景技术

在石油化工生产过程中，从各种工艺得到的C₈芳烃中，除了对、间、邻三种二甲苯外，还含有乙苯。以此为原料，通过异构化、精馏和吸附分离等联合操作，可以获取对二甲苯产品。由于乙苯与二甲苯沸点非常接近，分离困难，导致在联合装置循环物流中乙苯积累，致使异构化联合装置物流循环量提高，吸附分离的操作苛刻度增加，却不能增加装置的产出能力。为避免以上情况发生，提高装置的生产效率，就必须将部分乙苯转化而脱除。目前主要有两种乙苯转化途径：一种是通过异构化转化为二甲苯，这个途径由于能够提高目的产物二甲苯的收率，而一直受到市场的青睐；另一种是通过脱乙基生成苯，由于苯馏分沸点与二甲苯差别足够大，很容易通过精馏将其进行分离，使装置的生产效率有效提高。

目前关于乙苯转化的专利很多，现有技术一般多用负载一种或多种金属的沸石催化剂，其载体多用氧化铝，而沸石多用丝光沸石或ZSM系列沸石。如US4,482,773提出了载Pt和Mg的ZSM-5催化剂，乙苯转化率小于45％。US4,487,731提出了载Pt和Bi的ZSM-5催化剂、US4,939,110提出了载Pt和Pb的ZSM-5催化剂、US5,077,254提出了载Pt(Pd)的丝光沸石催化剂、也有同时使用ZSM-5和丝光沸石的复合沸石催化剂，如US4,467,129报道了载有RE、Mo、W、V中一种金属的ZSM-5和丝光沸石催化剂。二甲苯收率为95～98.5％，乙苯生成苯的选择性小于90％。以上现有技术都有一个潜在的问题是：原料中的乙苯经由脱烷基化被转化为苯和C₂馏分，随后必须将苯和C₂馏分从工艺物流中分离出来或对其进行转化。因而各大炼厂都要面临大量的苯副产品，依据销售市场行情，苯的价格要低于所希望的对二甲苯产品的价格。而CN200480009963.2公开了一种用于使包括乙苯和二甲苯异构体混合物的原料发生异构化的方法，，该方法是使用两种催化剂组合，首先原料与第一催化剂组合物接触，以制取相对原料比较高浓度的对二甲苯中间产物，然后该中间产物在与第二催化剂组合物接触，主要发生乙苯异构化反应。该方法虽然能使产物中的对二甲苯平衡浓度增加，但是该方法导致二甲苯损失多，产品收率降低等不足。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本发明提供了一种催化剂，能够把乙苯转化为二甲苯，同时将邻二甲苯和间二甲苯转化为对二甲苯，产物流中含有大约平衡数量的对二甲苯，具有乙苯转化率和二甲苯收率高等特点。本发明还提供了该催化剂的制备方法和应用。

本发明C₈芳烃异构催化剂包括：稀土改性的分子筛和卤素改性的无机耐熔氧化物以及至少一种第Ⅷ族贵金属组成，所述的分子筛为EUO结构的分子筛，稀土改性分子筛与卤素改性无机耐熔氧化物的重量比为10∶90～90∶10，优选为30∶70～80∶20，催化剂中，第Ⅷ族贵金属含量以金属重量计为0.1％～10％，优选为0.2％～5.0％。其中稀土改性分子筛中，稀土氧化物(RE₂O₃)的质量含量为0.5％～60.0％，优选为10.0％～40.0％；卤素改性无机耐熔氧化物中，卤素的质量含量为0.5％～20.0％，优选为1.0％～10.0％。

本发明催化剂的理化性质如下：比表面为80～150m²/g，孔容为0.25～0.60ml/g(采用ASAP2400低温氮吸附仪测得比表面和孔容)。

所述的分子筛为EUO结构分子筛，EUO分子筛具有一维微孔孔道结构，含有十元环直通孔道(0.58×0.41nm)及与之垂直联通的十二元环侧袋(0.68×0.58×0.81nm)结构。直接合成的EUO分子筛一般含有碱金属或碱土金属的阳离子，需通过常规的铵离子交换后焙烧的方法得到氢型EUO分子筛。

所述的稀土选自镧、铈、镨和钕中的一种或多种，优选为镧或/和铈，更优选为镧。

所述的卤素为氟、氯和溴中的一种或多种，优选为氯。

所述的第Ⅷ族贵金属优选为铂和/或钯，最优选为铂。

所述的无机耐熔氧化物为选自氧化铝、氧化钛、氧化硅、氧化硼、氧化镁、高岭土和粘土中的一种或几种，优选为氧化铝和/或高岭土，更优选为氧化铝。