[发明专利]选择性芳烃异构化方法

说明书

本发明涉及烃的催化转化，更具体地涉及芳烃异构化。二甲苯是在化学合成中应用广泛的重要中间体。对二甲苯异构体是制造合成纺织纤维和树脂中用的对苯二甲酸的原料。间二甲苯用于制造增塑剂、偶氮染料、木材保护剂等。邻二甲苯是生产邻苯二甲酸酐的原料。

从催化重整或其它来源得到的二甲苯异构体的比例一般不满足作为化学中间体的比例要求，而且还包含难以分离或转化的乙苯。特别地，对二甲苯是需求增长迅速的主要化学中间体，但其仅占典型C₈芳烃流的20-25％。可以通过将二甲苯异构体的回收(例如用于回收对二甲苯的吸附)与用于生成额外量所需异构体的异构化相结合，将异构体的比例调节到要求水平。异构化将所需二甲苯异构体含量低的二甲苯异构体非平衡混合物转化为接近平衡浓度的混合物。

已经开发出各种实现二甲苯异构化的催化剂和工艺，并且通常根据与二甲苯异构化相关的乙苯的处理方式来区分这些催化剂和工艺。乙苯不容易异构化为二甲苯，但通常在异构化单元中将其转化，因为通过超精馏或吸附将其与二甲苯分离十分昂贵。常用的方案是使乙苯脱烷基化以主要形成苯，同时将二甲苯异构化为接近平衡混合物。另一方案是在具有加氢-脱氢功能的固体酸催化剂的存在下经转化为环烷烃并由环烷烃再转化，使乙苯反应形成二甲苯混合物。

在过去的数十年中，含分子筛的催化剂在这些二甲苯异构化方案中的作用日益突显。US 3377400教导了使用结晶铝硅酸盐催化剂的烷基芳烃的液相异构化和歧化。US 3856872教导了使用包含ZSM-5、ZSM-12或ZSM-21沸石的催化剂的二甲苯异构化和乙苯转化。US 4957891公开了一种用于异构化二甲苯和乙苯的混合物的催化剂，该催化剂包含铂族金属、镓取代的五元环(pentasil)沸石和氧化锆-氧化铝基体。US 4962258公开了一种大量二甲苯和少量乙苯在含镓晶体硅酸盐分子筛上进行的异构化工艺，该分子筛在铝硅酸盐沸石ZSM-5、ZSM-12和ZSM-21上有所改进。US 6872866公开了一种用于异构化二甲苯和乙苯的液相工艺，该液相工艺使用两种包含β-沸石和低Si/Al₂ MTW的催化剂。

与现有技术伴有乙苯有效转化的二甲苯异构化相比，本发明的特征在于异构化二甲苯的同时高的乙苯保留率。这种方案使得能够有效地进一步处理异构化产物，同时将乙苯选择性地转化为对二甲苯。或者，可将本方法所得的产物分离以回收乙苯以及对二甲苯和/或其它二甲苯异构体。在其它实施方式中，在对包含较高级烷基芳烃(例如乙基甲苯)的烷基芳烃进料混合物进行异构化时，可以保持乙基芳烃。

发明概述

本发明的主要目的是提供一种使用适合于C₈芳烃异构化特定反应的催化剂和系统的组合的新方法，以得到提高产率的所需二甲苯异构体，并具有高的乙苯保留率，同时保持C₈环状化合物。

本发明是一种用于将包含显著量的一种或多种乙基芳烃的非平衡烷基芳烃进料混合物异构化的方法，该方法通过在基本不存在氢气的情况下将进料混合物以液相与异构化催化剂在异构化条件下接触以得到异构化产物，其中所述催化剂包含镓取代的五元环沸石且基本不含铂族金属，所述异构化产物包含较高浓度的至少一种烷基芳烃异构体，并且乙基芳烃的转化率不超过7％。非平衡C₈芳烃进料混合物可以包含显著量的乙苯作为乙基芳烃，并且异构化催化剂可以包含Ga-MFI沸石且基本不含铂族金属。异构化产物可以包含较高浓度的至少一种二甲苯异构体，并且乙苯转化率不超过7％。

发明详述