[发明专利]甲苯与重芳烃歧化烷基转移的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种甲苯与重质芳烃歧化与烷基转移的方法。

背景技术

利用甲苯或苯与碳九及其以上重芳烃(C₉⁺A)烷基转移反应是增产二甲苯的有效方法，被广泛应用。甲苯与C₉⁺A间的反应网络复杂，涉及苯环开环裂解、脱烷基轻质化、歧化与烷基转移等。而各反应过程所需的酸性质及金属加氢性能不尽相同，因此，在同一反应器或同一催化剂体系内，很难同时达到各反应最优化水平。

随着反应原料中C₉⁺A含量越高，尤其是多环芳烃含量越高时，催化剂越容易出现结焦失活，现有歧化与烷基转移单元中对原料中的多环芳烃含量有严格限制，制约了其重芳烃的处理能力。因此，提高催化剂对多环芳烃化合物的轻质化性能，是提高重芳烃处理能力及延缓催化剂的失活速率的重要手段。多环芳烃化合物轻质化主要通过苯环选择性加氢及脱烷基反应生成单环芳烃化合物来实现，因此必须在催化剂中加入合适的加氢金属组分。与多环芳烃轻质化反应不同，歧化与烷基转移反应本质上是甲基在苯环间的转移，属于酸催化反应，要求分子筛具有合适的酸性及较大的孔结构。而在活性金属位上，苯环容易发生加氢饱和副反应生成非芳烃，如甲基环戊烷、二甲基环戊烷、环己烷等。

为提高催化剂重芳烃处理能力及催化剂稳定性能，一般在催化剂中参入加氢金属组分，如CN1122571公开了一种含贵金属的分子筛催化剂，该催化剂以10-80％(重量)丝光沸石或β沸石和0-70％(重量)的ZSM-5，5-90％(重量)的γ-Al2O3为载体，负载0.001～0.5重量份铂及0.01～10.0重量份锡或0.01～7.0重量份铅。该催化剂具有良好的脱烷基性能，能处理含较高C₉⁺A的原料，并提高了混合二甲苯产率及催化剂稳定性。但贵金属的引入加剧了芳烃的加氢副反应，从而降低了产物苯质量。

CN1259930A公布了一种双层催化剂反应工艺，上层催化剂含有一种Ⅷ族金属及选自MCM-22、ZSM-12、Beta、PSH-3、SSZ-25沸石分子筛，下层催化剂为ZSM-5分子筛，反应物先经上层催化剂生产二甲苯及苯中间物，再通过第二催化剂床进行苯产物的提纯。据称，采用该工艺可获得纯度高于99.85％的苯产物，但其重芳烃脱烷基轻质化性能较低，重芳烃转化能力较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在多环芳烃化合物处理能力低的问题，提供一种新的甲苯与重芳烃歧化和烷基转移的方法。该方法用于歧化与烷基转移反应，具有较高的多环芳烃化合物处理能力。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案如下，一种甲苯与重芳烃歧化和烷基转移的方法，以甲苯/苯和含多环芳烃的碳九及其以上重芳烃为反应原料，反应原料与氢气混合预热后，依次通过两层催化剂，反应物通过第一层催化剂，反应生产富含单环芳烃的第一反应产物，第一反应产物再通过第二层催化剂，反应生成最终产物。其中，第一层催化剂、第二层催化剂含有至少一种选自元素周期表中ⅠB～ⅦB以及Ⅷ族的元素或其化合物，所述的第一层催化剂、第二层催化剂还含有至少一种硅铝、硅镓铝或硅铁铝分子筛组分。

上述技术方案中，优选的技术方案，多环芳烃化合物的苯环数不高于4；原料中多环芳烃化合物为萘系物；原料中含多环芳烃的碳九及其以上重芳烃来自二甲苯分离塔塔底物；原料中多环芳烃化合物重量百分含量为0.1～50％。优选的技术方案，第一层催化剂、第二层催化剂装于同一反应器中，第一层催化剂装于反应器上部，第二层催化剂装于反应器下部。第一层催化剂、第二层催化剂分别装于不同反应器中。优选的技术方案，第一层催化剂含有至少一种选自铂、钯、铱元素或其化合物，以催化剂重量百份含量计，其含量为0.01～2％。第一层催化剂还含有至少一种选自ZSM-5、MOR、Y型分子筛。第二层催化剂含有至少一种选自铂、钼、铼元素或其化合物，以催化剂重量百份含量计，其含量为0.01～1％。第二层催化剂还含有至少一种选自MOR、Beta、ZSM-12、NU-87的分子筛。