[发明专利]碳八烷基芳烃侧链异构化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳八烷基芳烃侧链异构化的方法。

背景技术

碳八芳烃(C8A)是由对、间、邻二甲苯和乙苯组成的混合物，通常来源于催化重整、裂解汽油、甲苯歧化及煤焦化等工业过程。C8A的四个异构体都是重要的石化原料，其中PX与OX分别是合成树脂和苯酐的基础原料，需要量几乎占工业所需C8A总量的95％。C8A混合物中PX和OX不超过50％。通过分离方法抽提出PX和OX后的C8A非平衡组成物料，采用异构化方法将其转化为对、间、邻二甲苯的平衡组成混合物。一种较现代的技术是采用贵金属催化剂临氢异构化方法还能将乙苯转化为二甲苯。因此，异构化是增产对二甲苯和邻二甲苯的有效手段。

将乙苯异构化成为二甲苯或二甲苯与乙苯的混合物，需要有双功能催化剂存在，通常可由固体酸材料和第VIII族金属分别提供酸功能和加氢功能。

异构化C8A馏分的主要目的是产生PX，因此，寻找在转化C8A混合物具有活性及高度选择性的新颖催化剂是关键的。转化过程的副反应构成了该工艺的主要损失来源。该损失起因于环烷属烃开环继之以或另外通过裂解或导致形成不想要的芳烃化合物的C8A歧化反应和烷基转移反应。

在C8A异构化过程中，乙苯是造成催化剂活性空速下降的主要原因，因此有必要除去乙苯，以避免其在循环料中的累积。因而C8A异构化的重点和难点在于乙苯的处理。较早的异构化技术都是使乙苯经烷基转移反应生成重芳烃类除去。工业上较现代的C8A异构化技术因处理乙苯的方法不同而形成两个分野：一是在异构化二甲苯的同时，将至少一部分乙苯也异构化成二甲苯和乙苯的混合物；二是将乙苯进行脱烷基反应生成苯和乙烷除去。相应地这两类异构化技术在工艺上的差异取决于采用的催化剂不同。其中使用将乙苯异构成二甲苯的催化剂，可使贫对二甲苯的原料异构化，达到接近平衡的混合二甲苯组成，技术经济上，二甲苯损失较少，但乙苯转化率较低，此类催化剂及工艺可以固定量的原料生产最大量的对二甲苯和邻二甲苯。另一类催化剂可使贫对二甲苯原料异构化，但不是把乙苯异构化成二甲苯，而是使乙苯脱烷基生成苯和乙烷，这种情况下乙苯转化率高但二甲苯损失也高，市场对苯的需求量大或原料不受限制时多采用之。

迄今，二甲苯异构化大多数采用含贵金属的双功能催化剂，即催化剂既具有酸功能，又有金属活性功能。酸性功能使间二甲苯和邻二甲苯转化为对二甲苯，金属功能使乙苯通过催化加氢、脱氢反应转化为对二甲苯，且使饱和烃裂解，减少结焦。

为了提高C8A的异构化转化率，国内外已开发了多种异构化工艺方法。如Enghard公司的Octanfing法、UOP公司的Isomer法，东丽公司的Isolene-Ⅱ法等。这些工艺无一例外采用的是双功能贵金属催化剂，这在USP3637881(1972/01/25)、USP3767721(1973/10/23)、DE2823567(1978/12/14)等专利文献中均有披露。US4485185(Onodera等1984/11/27)公开了C8芳烃异构化催化剂组合物，含有ZSM族沸石和二种以上的金属，即铂和至少一种选自钛、钡和镧的金属，说明书中也一般性地公开了作为第二种金属的一系列金属，它们可以是：铅、铬、锌、镓、锗、锶、铱、锆、钼、钯、锡、铯、钨、锇、镉、汞、铟和铍，该专利还明确指出卤素是起反作用的成分。而UOP的一份专利CN1051871A(1991/06/05，J.W.阿.沙特勒等)则采用有确定量的第VIII族金属、铅和卤素的粘合沸石催化剂，且其中的金属主要固定在粘结剂上，除了五元环沸石及无机氧化铝粘结剂外，第VIII族金属及铅也是该催化剂组合物的必要成分，卤素是该双金属催化剂中的一个择优成分。

目前占有异构化工艺技术最大市场的EMC、IFP及UOP公司的商用催化剂也都是贵金属双功能催化剂，这些催化剂都是以丝光沸石和ZSM-5沸石分子筛载体或其复合分子筛载体负载第VIII族铂或钯及其他金属组分构成。

贵金属在双功能催化剂中的含量一般在0.01～1.0％左右，所以催化剂的成本较高，废催化剂中的贵金属应予回收。