[发明专利]C8芳烃异构化催化剂及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种C8芳烃异构化催化剂及其应用，特别是将乙苯转化为二甲苯的催化剂及其应用。

背景技术

在石油化工的生产中，从催化重整或烃油的水蒸气热裂解等工艺得到的C8芳烃除含有对、间、邻二甲苯外，还含有乙苯。为满足合成纤维对对二甲苯的需要，一般多采用适当的方法分离出乙苯，并通过吸附分离和异构化的手段增加对二甲苯的含量。但由于乙苯与二甲苯的沸点非常接近，用高效精馏或吸附分离直接分离乙苯的加工费用高，经济上不合算，所以近年来多采用化学反应将乙苯转化为二甲苯或苯。目前主要有两种乙苯转化途径：一种是通过异构化转化为二甲苯，这个途径能够提高目的产物二甲苯的收率，一直受到市场的青睐；另一种是通过脱乙基生成苯，由于苯馏分沸点与二甲苯差别足够大，很容易通过精馏将其进行分离，使装置的生产效率有效提高。

为了使乙苯转化和二甲苯异构化的反应同时完成，用含有加氢组分的固体酸催化剂将乙苯转化为苯和乙烷、并将二甲苯异构化为热力学平衡混合物的方法日益引起重视。乙苯加氢脱烷基生成苯和乙烷的过程中，乙苯的转化几乎不受热力学平衡制约，转化率较高；同时苯与二甲苯沸点相差较大，可用分馏予以分离。分离出的苯在合成纤维和合成树脂工业中，也很有利用价值。在这种转化方法中，催化剂的活性是由产物内的对二甲苯在二甲苯中的含量及乙苯转化率来衡量，催化剂的选择性则是由二甲苯收率及乙苯生成苯的选择性来衡量。

现在用于乙苯转化方面的专利有很多。而现有技术一般多用负载一种或多种金属的分子筛催化剂，其载体多用氧化铝，而分子筛多用丝光分子筛或ZSM系列分子筛。例如美国专利4331822公开了一种加氢条件下的气相异构化，采用ZSM-5分子筛，催化剂中含有两种不同的金属，一种是铂，另一种是锌。该方法能够提高乙苯的转化率，但二甲苯的损失较高。

US4584423公开的另一异构化方法涉及采用分子筛催化剂，如ZSM-5，它负载了0.05至1.5wt％的金属，该金属从含有锌、铬、铁、钡、锡和铯的金属组中选出。这一方法是在不加氢和较低压力即低于约100磅/平方英寸表压(689千帕)的条件下进行的，证明二甲苯的损失相对较低，大约在1.21-2.65％，而乙苯的转化率相对较高。然而，该方法是在不使用添加的氢和相对低压条件下进行，其缺点是，由于焦炭聚集，催化剂容易更快地失活，从而缩短了催化剂的使用寿命。

US4,482,773提出了载Pt和Mg的ZSM-5催化剂，乙苯转化率也小于45％。US4,487,731提出了载Pt和Bi的ZSM-5催化剂、US4,939,110提出了载Pt和Pb的ZSM-5催化剂、US5,077,254提出了载Pt(Pd)的丝光分子筛催化剂、也有同时使用ZSM-5和丝光分子筛的复合分子筛催化剂，如US4,467,129报道了载有Re、Mo、W、V中一种金属的ZSM-5和丝光分子筛催化剂。二甲苯收率为95％～98.5％，乙苯生成苯的选择性小于90％。所有的以上现有技术都能使二甲苯异构化并同时转化乙苯为苯，但催化剂的活性与选择性则还有待进一步提高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种催化剂，能够把乙苯转化为二甲苯，产物流中含有大约平衡数量或比平衡数量还多的对二甲苯，具有乙苯转化率和二甲苯收率高等特点。

本发明的C8芳烃异构化催化剂，包括EUO和ZSM-5两种分子筛和至少一种第VIII族贵金属，所述的催化剂中还含有氧化锑，其中EUO和ZSM-5分子筛重量含量之比为1∶10～10∶1，氧化锑重量含量为0.1％～10.0％，VIII族金属重量含量为0.1％～5.0％。

这里所述的分子筛为EUO结构分子筛，EUO分子筛具有一维微孔孔道结构，含有十元环直通孔道(0.58×0.41nm)及与之垂直联通的十二元环侧袋(0.68×0.58×0.81nm)结构。

所述的EUO分子筛的硅铝摩尔比为10～200；ZSM-5分子筛的硅铝摩尔比为20～300。直接合成的EUO分子筛和ZSM-5分子筛一般含有碱金属或碱土金属的阳离子，需通过常规的铵离子交换后焙烧的方法得到氢型EUO分子筛和氢型ZSM-5分子筛。

所述的EUO和ZSM-5分子筛重量含量之比为10∶1～1∶10，优选为10∶1～1∶1，更优选为10∶1～2∶1。两种分子筛在催化剂中的总重量含量为5％～95％，优选为10％～90％，更优选为20％～80％。

所述的第VIII族贵金属优选为铂和/或钯，最优选为铂。其在催化剂中的重量含量为0.1～5.0％，优选为0.1％～3.0％，更优选为0.2％～1.0％。