[发明专利]用于烷基芳烃异构化的催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于烷基芳烃异构化的催化剂。 

背景技术

C8芳烃主要来源于催化重整油、热裂解汽油，另外，还有甲苯歧化或烷基转移产物及煤焦油等。上述来源的C8芳烃中除含有对、间、邻二甲苯外，还含有乙苯。由于乙苯与二甲苯的沸点非常接近，若采用高效精馏或吸附分离直接分离乙苯，其加工费用高，不经济，所以一般石油公司多采用化学反应将乙苯转化为二甲苯或苯。上述来源的C8芳烃组成基本处于热力学平衡状态，对二甲苯在C8芳烃原料中只占20％。而对二甲苯是合成纤维、聚酯等的原料，需求量大、附加值高，因此就经济济效益和社会效益而言，增产对二甲苯是一项意义重大的工作。 

C8芳烃通过分离方法提取对二甲苯或对、邻二甲苯，其抽余液采用二甲苯异构化方法，将非平衡组成的抽余液转化为平衡组成，通过抽余液循环异构分离，可将间二甲苯或间、邻二甲苯全部转化为对二甲苯或对、邻二甲苯。 

当异构化采用酸性催化剂时，乙苯在较苛刻的操作条件下，可发生歧化和脱烷基反应，从而生成苯及重芳烃，同时，乙苯与二甲苯亦发生烷基转移反应，这类反应将影响目的产物对、邻二甲苯的收率。 

异构化采用双功能催化剂时，乙苯在C8环烷烃存在下可转化为二甲苯，乙苯转化为二甲苯的选择性可达50％以上。 

乙苯异构化成二甲苯需要VIII族贵金属存在，传统上倾向使用丝光沸石、ZSM系列沸石。如US4482773选用ZSM-5沸石。EP458378描述了一种C8芳烃异构化催化剂，含有铂活性组分，和一种含有2～3％碱金属的H型丝光沸石，并选用三水合氧化铝或γ-氧化铝作粘结剂。该催化剂通过离子交换将丝光沸石转化为H型丝光沸石，然后与粘结剂混合，或者先将丝光沸石与粘结剂混合，然后成型，并离子交换，给出H-丝光沸石，最后用铂浸渍，再焙烧还原。 

US6150292描述了一种用于C8芳烃馏分的异构化催化剂，选用硅铝比5—10之间的丝光沸石和一种粘结剂，含有至少一种取自周期表第VIII族元素中的铂和钯，同时催化剂中含有至少一种取自周期表第III族的镓、铟、铊优选铟，和至少一种取自周期表第IV族的锗、锡、铅优选锡。但其存在无法忽视的副反应。如环烷烃开环，随后可能伴随裂化等。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的无法忽视的环烷烃开环副反应，以及随后可能伴随的裂化问题，提供一种新的用于烷基芳烃异构化的催化剂。该催化剂用于C8芳烃异构化反应时，产物中对二甲苯在二甲苯中的浓度达到或接近热力学平衡，对二甲苯收率高，同时乙苯可大量转化，避免了其在过程中停留。 

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种用于烷基芳烃异构化的催化剂，以重量百分比计包括以下组分： 

a)10～90％硅铝摩尔比Si/Al为50～100的UFI沸石； 

b)0.05～1％Pt； 

c)0～0.4％Pd； 

d)余量的氧化铝粘结剂。 

上述技术方案中，以重量百分比计UFI沸石的用量优选范围为15～85％，氧化铝的用量优选范围为15～85％。UFI沸石的硅铝摩尔比Si/Al优选范围为50～60。 

本发明中的UFI沸石的制备方法参照中国专利CN1269734C，其中包括形成包含R、Al、Si的反应性源物质的反应混合物，和将反应混合物在包括温度为100～175℃的反应条件下反应12小时～2星期，反应混合物所具有的组成按照氧化物的摩尔比为： 

aM_2/nO∶bR_2/pO∶(1-c)Al₂O₃∶cE₂O₃∶dSiO₂∶eH₂O 

其中M为例如锂和锶的碱金属或碱土金属，R为例如四甲基铵的含氮有机阳离子，E为例如镓的框架元素，a＝0～2，b＝1.5～30，c＝0～0.5，d＝5～30，e＝30～6000。 

本发明中的UFI沸石为纳米级片状晶体，晶粒尺寸小于450纳米，厚度为10～100纳米，长宽约为100～600纳米，其X衍射图谱见附图1，衍射数据见表1。由于UFI沸石纳米级微晶具有孔道短，外表面积大，适中的酸强度的特点，因而沸石在反应过程中不易结焦，催化裂化副反应少，异构化反应效率高。 

表1 

VS＝极强(I/I₀＝75～100)，S＝强(I/I₀＝50～74)，