[发明专利]一种催化剂及其用于C9以上重质芳烃轻质化的方法

说明书

本发明提供一种C₉⁺重质芳烃轻质化的方法，其所使用的催化剂活性组分为钯，且该催化剂以ZSM‑5沸石与TiO₂和Al₂O₃为复合载体。优选的是，本发明的催化剂中金属钯的重量为所述催化剂总重量的0.5～2%。在本发明所述方法中，包括使重质芳烃和氢气的进料在反应装置中与所述催化剂接触。本发明加氢效果明显，大大降低重芳烃轻质化成本。本发明中重质芳烃轻质化的反应温度为200～280℃，优选230～250℃，低温反应不仅有利于工艺的控制，还有利于节能和控制反应成本。另外，使用本发明催化剂对C₉⁺重质芳烃轻质化的原料转化率和BTX收率均相对较高。

技术领域

本发明涉及一种催化剂及其在重芳烃加氢脱烷基技术领域的应用，具体涉及一种钯系催化剂及其在C9以上重质芳烃轻质化技术领域的应用。

背景技术

在石油和煤加工过程中副产的芳烃，主要为C₉和C₁₀芳烃，称为重质芳烃。重质芳烃主要来源于炼油厂催化重整装置，乙烯装置副产裂解汽油和乙烯焦油以及煤高温炼焦副产煤焦油等。随着炼油能力的增加以及百万吨级大型乙烯的建成投产，重质芳烃产量将大幅提高。

美国、前苏联和日本于20世纪50年代起就开始研究和开发重质芳烃的综合利用，主要是将重质芳烃轻质化，把重质芳烃转化生成附加值较高的苯、甲苯、二甲苯等基本石油化工产品。在国外，这种技术已经成为重质芳烃综合利用中最先进和最具发展潜力的技术，是提高重质芳烃利用率的重要手段。作为重质芳烃轻质化技术之一的催化加氢脱烷基工艺具有转化率高、选择性高、温度低、氢耗低以及液相产物收率高等特点，是目前重质芳烃轻质化技术的研究热点。目前，国外重质芳烃轻质化的工艺主要有HAD工艺，DETOL工艺，TAC9工艺和IEOLYST/SK等工艺。催化剂主要采用氧化铝负载金属催化剂或分子筛负载金属催化剂。

我国对重质芳烃的利用研究是从20世纪70年代开始的，与国外相比，我国重质芳烃的利用尚处于发展的前期阶段；所以我国每年仍在大量进口苯、甲苯、二甲苯尤其是对二甲苯及其下游衍生物等。鉴于此，开发出一种重质芳烃轻质化的方法，综合有效利用重质芳烃资源，缓解我国苯、甲苯、二甲苯大量依赖进口的局面势在必行。CN101885663A公布了一种重芳烃轻质化及烷基转移的方法，具体通过采用5～95份以ZSM-5为核相和以β沸石晶粒为壳层的核壳型分子筛和95～5份粘结剂作为催化剂催化C₉⁺重芳烃轻质化，在一定的温度和压力等条件下，其重芳烃转化率为40～60%左右。

发明内容

鉴于上述现有技术状况，本申请的发明人在重质芳烃加氢脱烷基催化剂应用领域进行了广泛深入的研究，以期找到一种优良的加氢催化剂能使重质芳烃轻质化。结果发现，使用一种钯系催化剂，选用ZSM-5沸石及TiO₂和Al₂O₃的复合载体，在一定的工艺条件下，能够高效促使C₉⁺重质芳烃轻质化，且催化剂热稳定性好，重质芳烃转化率和苯、甲苯、二甲苯收率均有提高。

因此本发明首先提供一种钯系催化剂，所述催化剂的活性组分为钯，催化剂的载体为ZSM-5沸石与TiO₂和Al₂O₃的复合载体。

优选的是，金属钯的重量为所述催化剂总重量的0.5～2%。进一步地，ZSM-5沸石占载体的20～80wt%，TiO₂和Al₂O₃共占载体的20～80wt%。

在本发明催化剂制备过程中，优选所述复合载体在浸渍金属钯之前，先用NH₄Cl溶液对其进行离子交换。