[发明专利]甲苯歧化及烷基转移催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种甲苯歧化及烷基转移催化剂及其制备方法和应用。所述甲苯歧化及烷基转移催化剂包括：多孔载体、含介孔的分子筛，及选自IB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ族金属中的至少一种金属组分。本发明催化剂中，至少70重量％的金属组分分布于所述分子筛的外表面。该催化剂可显著增强芳烃加氢选择性，有利于提高苯质量，降低单环芳烃损失，主要解决现有技术中存在的甲苯歧化及烷基转移催化剂应用原料范围窄，茚系物耐受性低，稠环芳烃加氢选择性不高，单环芳烃损失率高的问题。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，具体地说，是涉及一种甲苯歧化及烷基转移催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

苯、甲苯、二甲苯是石油化工中重要的基本有机原料，主要通过石脑油催化重整得到。但由于反应热力学限制，催化重整生成的芳烃的总量及产物分布结构不能满足市场需求，高附加值的苯和二甲苯产量较低。为了切合市场需求，提高经济效益，芳烃联合装置主要通过甲苯歧化及甲苯与C9A、C10A及碳十以上重芳烃(C10+A)作为甲苯歧化与烷基转移反应的原料来增产二甲苯。芳烃联合装置的大型化和百万吨级大型乙烯装置的建设导致石脑油原料的重质化加剧，副产的重质芳烃越来越多。由于重芳烃中的稠环化合物易加剧催化剂的积炭失活，碳十及其以上重芳烃(C10+A)目前还只能被部分利用，因此，传统的歧化与烷基转移工艺中对反应原料中的C10+A含量都有严格的限制。

为了提高单环芳烃的产量和重芳烃处理能力，加快C9+A的芳烃脱烷基反应，提高C9+A的转化率，需要在分子筛催化剂上引入铂、铼、钼、镍等加氢金属组分进行改性，通过加氢饱和积碳前驱物减缓积碳速率，从而提高催化剂稳定性能。但较强的加氢功能会导致非芳烃选择性的提高，增加反应氢耗并释放强热，且通过苯和甲苯加氢生成的C6-C7非芳烃很难通过精馏的办法与苯产品完全分离开，导致苯产品质量的降低。为了改善负载催化剂的整体性能，一般通过反应工艺条件优化(如降低氢气分压，提高反应温度)及催化剂预积炭、金属硫化、添加第二金属助剂(铅、锡)等方法调变活性金属加氢性能，从动力学或热力学上抑制芳烃加氢副反应。CN1259930A公开了一种重芳烃处理的多层分子筛催化工艺。采用该工艺可获得纯度高于99.85％的苯产物，但其重芳烃脱烷基轻质化性能较低，重芳烃转化能力较差。尤其在以ZSM-5为主要活性组分的第二层催化剂上，由于原料较重，易引起催化剂的快速失活。CN105272803A公开了一种甲苯与重芳烃歧化及烷基转移的方法，该方法通过区别不同反应的反应特征，将甲苯与重芳烃歧化及烷基转移过程中各反应分为不同区域进行，第一层催化剂用于重芳烃的选择性脱烷基并对萘系物进行部分加氢裂解轻质化，第二层催化剂用于甲基苯的歧化与烷基转移反应，最大化生产二甲苯及苯，第三层催化剂对加氢副反应中形成的沸点与苯接近的非芳烃进行选择性裂解生成轻烃组分，从而提高了苯产品质量。该工艺能集合各层催化剂的优点，提高重芳烃转化率，同时联产合格苯产品。但由于原料经第一层催化剂后生成加氢产物茚满类物质及四氢萘系物的形成，在后续加氢裂化制单环芳烃过程中，过度加氢形成的环烷烃裂解生成的不饱和烃类易造成第二层的催化剂活性位的覆盖以及焦炭及焦炭前驱物引起的孔道堵塞导致的传质效率降低，活性下降。如何避免催化剂中活性组分分子筛上活性位的覆盖以及孔道内大分子焦炭及焦炭前驱物的形成是提高催化剂活性稳定性的重要途径。专利US6623626介绍了一种环烷烃开环的催化剂体系，主要有两层组成，上层为Pt/Pd的催化剂，目的在于将六元环烃类异构化成五元环烃类，下层为含Ir的催化剂，实现五元环烃类的开环。该催化剂体系主要用以提高柴油馏分的十六烷值，酸性功能较弱。CN103120954A公开了一种稠环芳烃制取单环芳烃催化剂。该催化剂能将稠环芳烃转化为苯、甲苯、二甲苯、C9芳烃和部分单环C10芳烃，转化率30％以上。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有甲苯歧化及烷基转移技术中存在的原料范围窄，稠环芳烃耐受性差，加氢选择性低、单环芳烃收率低的问题，提供一种新的具有选择加氢功能的甲苯歧化及烷基转移催化剂，该催化剂用于处理含单环芳烃与稠环芳烃物料时，具有稠环芳烃选择性加氢率高，单环芳烃损失小，产品苯质量高的优点。

本发明目的之一为提供一种甲苯歧化及烷基转移催化剂，包括以下组分，