[发明专利]重芳烃加工催化剂及其使用方法

说明书

技术领域

本发明的公开内容涉及将重芳烃，具体地C₉+芳烃，转化成较轻芳族产物，尤其二甲苯的催化剂、方法和装置。

背景技术

苯和二甲苯源是通过使石脑油和氢气的混合物与在适度酸性的载体(例如卤素处理的氧化铝)上的强氢化/脱氢催化剂(例如铂)接触而制备的催化重整产物。通常将C₆-C₈馏分与重整产物分离并用对于芳烃或脂族化合物为选择性的溶剂提取，以产生相对不含脂族化合物的芳族化合物的混合物。该芳族化合物的混合物通常含有苯、甲苯和二甲苯(BTX)，连同乙苯。

炼油厂也集中于通过在含贵金属的沸石催化剂上，C₉+芳烃和甲苯的烷基转移作用而生产苯和二甲苯。在含贵金属的催化剂上，在C₉+芳烃和甲苯的烷基转移为高价值的石化产品，例如苯和二甲苯过程中，在该方法中典型地产生副产物，例如饱和化合物。这些副产物可在与所需的芳族产品相同的温度范围内沸腾，从而使得难以在高纯度水平下分离所需的产品。例如，商业的苯产品可能需要大于或等于99.85wt％的纯度。然而，在蒸馏烷基转移的反应产物之后初始的苯的纯度典型地仅仅为99.2％-99.5％，这是因为存在共沸物，例如甲基环戊烷、环己烷、2，3-二甲基戊烷、二甲基环戊烷和3-甲基己烷。因此，通常要求额外的提取步骤，以进一步改进苯的产品纯度到所需的水平。

在美国专利No.5942651中公开了在烷基转移重芳烃的过程中产生苯的共沸物的问题的一种解决方案，且其包括下述步骤：在烷基转移反应条件下，使含C₉+芳烃和甲苯的原料与含约束指数范围为0.5-3的沸石(例如ZSM-12)和氢化组分的第一催化剂组合物接触。然后使得自第一接触步骤的排出物与含约束指数范围为3-12的沸石(例如ZSM-5)的第二催化剂组合物接触，所述第二催化剂组合物可以在与第一催化剂组合物分开的单独的床或单独的反应器内，以产生含苯和二甲苯的烷基转移反应产物。在不需要额外的提取步骤的情况下，可通过从烷基转移反应产物中蒸馏苯，获得纯度为至少99.85％的苯产品。根据该`651专利，第二催化剂组合物占第一和第二催化剂组合物总重量的最多20wt％。

美国专利No.5905051公开了通过使烃物流(例如C₉+芳族化合物)与含第一催化剂组合物和第二催化剂组合物的催化剂体系接触，将该烃物流转化成C₆-C₈芳烃(例如二甲苯)的方法，其中所述催化剂组合物存在于单独的阶段内且没有被物理混合或共混，和其中所述第一催化剂组合物是金属促进的氧化铝或二氧化硅键合的沸石β，和所述第二催化剂组合物是在其内引入了活性促进剂的ZSM-5，所述活性促进剂选自硅、磷、硫及其组合。根据该`051专利，使用单独的催化阶段改进了C₉+芳族化合物和萘转化成二甲苯的转化率并降低产物内非所需的乙苯量。

美国专利No.5030787公开了改进的歧化/烷基转移方法。该发明的改进方法的进行使得，C₉+芳族原料的烷基转移或者含甲苯和C₉+芳烃的原料的歧化，通过在有效转化所述原料成产物的条件下，在反应区内包含所述原料与含以下定义的约束指数为1-约3且优选经交换了氢、氢前体和/或非第VIII族贵金属、热处理和/或水热处理的沸石的催化剂，而在气相中进行，所述产物含显著量的C₆-C₈芳族化合物，例如苯和二甲苯，特别是后者。分离并蒸馏产物排出物，以取出所需的产品。视需要，可循环任何未反应的材料，例如甲苯和/或C₉+化合物。

美国专利No.5030787公开了烷基转移方法，用于通过使C₉+芳烃馏分和苯和/或甲苯在含沸石(例如ZSM-12)和氢化组分(优选铂)的催化剂上接触而将重芳族原料转化成较轻芳烃产品，例如苯、甲苯和二甲苯。处理具有氢化组分的催化剂，以降低芳烃的损失。处理包括在引入氢化组分之后，暴露于蒸汽和/或硫下。为了额外的稳定性和芳烃保留率，通过共同喂入硫源而硫化经蒸汽和/或硫处理过的催化剂。在该发明的进一步的实施方案中，使用低氢气分压以保留芳烃。

美国专利No.7148391公开了包括至少两种不同的分子筛的单阶段催化剂体系，该体系显示出提高的对于除去C₉+芳族原料内含乙基的芳族化合物的活性，而总体上没有降低C₉+原料转化成有用的化合物，例如二甲苯的转化率。