[发明专利]含钯和锗的催化剂和使用这类催化剂的烷基芳烃的烷基转移法

说明书

技术领域

本发明涉及用于烷基芳烃的烷基转移的改进的催化剂和方法。该催化剂含有钯和一定量的锗，以及，任选地，锡和铟的至少一种，从而提供了低的环损失，并实现了理想的转化率以及有吸引力的催化剂选择性。

背景技术

二甲苯异构体作为各种重要工业化学品的原料由石油大量制成。最重要的二甲苯异构体是对二甲苯——聚酯的主要原料，其由于大的基本需求而一直享有高增长率。邻二甲苯被用于制造邻苯二甲酸酐，其供应给大但相对成熟的市场。间二甲苯以较少但递增的量用于增塑剂、偶氮染料和木材防腐剂之类的产品。

Meyers在McGraw-Hill 1997年出版的HANDBOOK OFPETROLEUM REFINING PROCESSES，第二版的第2部分中公开了现有技术的芳烃复合流程图。

一般而言，二甲苯生产厂可以具有多种加工反应。一个反应是烷基转移，其中使苯和/或甲苯与C₉+芳烃反应以形成更多甲基化的芳烃。另一反应是二甲苯异构化，其还可以包括脱烷基化，其中使二甲苯的不平衡混合物异构化。另一反应是甲苯的歧化，每摩尔二甲苯产生1摩尔苯。

在烷基转移法中，可能发生不利的副反应。例如，芳环可能变饱和或甚至分裂，从而导致环烷的共生成。这些非芳烃的共生成当然会造成有价值的芳烃的损失。此外，苯通常是要从二甲苯生产厂中获得的联产品。由于一些环烷具有与苯类似的沸点，它们不容易去除以获得具有商业用途所需纯度的苯产品，这些用途通常要求苯产品具有至少99.85％的纯度。

相应地，需要用于烷基芳烃的烷基转移的催化剂和方法，该方法对所需烷基芳烃，例如二甲苯，具有合意的转化选择性，并具有商业上可行的足够高的转化率。

US 3,562,345(Mitsche)公开了用于烷基芳烃的烷基转移或歧化的包含硅铝酸盐(例如丝光沸石)的催化剂。可以存在诸如第VIB和VIII族金属的催化活性金属。

US 3,951,868(Wilhelm)公开了用于烃转化的包含铂族金属和铟以及任选第IVA族组分(例如锗或锡)的催化剂。

US 4,331,822(Onodera等人)公开了用于二甲苯异构化的含有分子筛(例如ZSM-5)、铂和至少一种选自钛、铬、锌、镓、锗、锶、钇、锆、钼、钯、锡、钡、铯、铈、钨、锇、铅、镉、汞、铟、镧、铍、锂和铷的金属的催化剂。

US 5,847,256(Ichioka等人)公开了在含有沸石组分(优选为丝光沸石)并带有金属组分(优选为铼)的催化剂上由含有带乙基的C₉烷基芳烃的原料制造二甲苯的方法。

US 6,060,417(Kato等人)公开了用于烷基芳烃的烷基转移的催化剂和方法，其中催化剂包含丝光沸石、无机氧化物和/或粘土和至少一种金属组分铼、铂和镍。也参看US 6,359,184(Kato等人)。

US 6,150,292和US 6,465,705(Merlen等人)公开了使用含丝光沸石的催化剂的二甲苯异构法，该催化剂还含有至少一种铂族金属和至少一种选自周期表第III族的金属，例如镓、铟或铊，和任选至少一种选自周期表第IV族的金属，例如锗、锡或铅。

US 6,613,709和US 6,864,400(Merlen等人)公开了含有沸石NES和至少一种选自VIIB族、VIB族和铱的金属以及任选至少一种选自周期表第III族和IV族的金属(优选铟和锡)的烷基转移催化剂。

US 6,855,854(James，Jr.)公开了使用两种烷基转移催化剂使C₉₊芳烃与苯反应的方法。该催化剂包含沸石和任选金属组分，例如IUPAC 8-10金属，和改性剂，例如锡、锗、铅、铟和它们的混合物。

US 6,872,866(Nemeth等人)公开了使用沸石β和五元环型(pentasil型)沸石的液相二甲苯异构法。该催化剂可以含有氢化金属组分，例如铂族金属，和改性剂，例如铼、锡、锗、铅、钴、镍、铟、镓、锌、铀、镝、铊和它们的混合物。

发明概要