[发明专利]一种C8芳烃异构化催化剂及其应用

说明书

技术领域

本发明属于石油化工催化剂技术领域，具体涉及一种C8芳烃异构化催化剂及其应用。

背景技术

C8芳烃指对二甲苯(PX)、间二甲苯(MX)、邻二甲苯(OX)和乙基苯(EB)四种同分异构体的混合物，C8芳烃的主要来源是石油二次加工中的催化重整和石脑油热裂解的副产物，或者是甲苯歧化或烷基转移等。由于乙苯的沸点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二甲苯中的乙苯，成本很高。由于乙苯的分离非常困难且成本高，通常情况下，石油公司多选用在C8芳烃异构化的同时将乙苯转化为二甲苯。

为了使乙苯转化和C8芳烃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二甲苯，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。

现在乙苯转化方面的专利很多，催化剂所用的金属组元基本上都是贵金属铂，虽然在含量上和负载方式上有所不同，但并没有太大的区别，而每个催化剂所用的分子筛酸性组分则有区别：对于乙苯转化为二甲苯的工艺，UOP公司的I-400催化剂中的分子筛为UZM系列，法国石油研究院的OPARIS催化剂中的分子筛为EUO系列，石科院的SKI-400催化剂中的分子筛为MOR系列。

乙苯异构成二甲苯需要VIII族贵金属存在，传统上倾向使用丝光沸石和ZSM-5沸石。专利US150292中描述了一种用于C8芳烃馏分的异构化催化剂，选用硅铝摩尔比为5～10的丝光沸石和一种粘结剂，且含有第VIII族的元素铂和钯中的一种或两种，同时催化剂中含有铟和锡中的一种或两种。专利US4482773选用ZSM-5沸石，专利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2wt％～3wt％碱金属的H型丝光沸石，现有的催化剂普遍都存在目标产物选择性相对较低，乙苯转化率相对较低，歧化反应等严重问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种C8芳烃异构化催化剂。该催化剂用于催化C8芳烃异构化反应时，产物中对二甲苯的浓度接近于热力学平衡浓度，反应具有较高的乙苯转化率和对二甲苯选择性，且能够维持较低的C8芳烃损失量。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种C8芳烃异构化催化剂，包括载体和负载于所述载体上的铂，所述铂的质量为所述载体质量的0.25％，所述载体包括50wt％的氧化铝、6wt％～9wt％的EU-1分子筛和41wt％～44wt％的ZSM-5分子筛；所述EU-1分子筛的SiO₂/Al₂O₃摩尔比为45，所述ZSM-5分子筛的SiO₂/Al₂O₃摩尔比为260，ZSM-5分子筛的晶粒尺寸不大于100nm。

上述的一种C8芳烃异构化催化剂，其特征在于，所述载体包括50wt％的氧化铝、7wt％～8wt％的EU-1分子筛和42wt％～43wt％的ZSM-5分子筛。

上述的一种C8芳烃异构化催化剂，其特征在于，所述载体包括50wt％的氧化铝、7.6wt％的EU-1分子筛和42.4wt％的ZSM-5分子筛。

进一步的，本发明还提供了一种上述催化剂在C8芳烃异构化反应中的应用，其特征在于，所述异构化反应的方法为：将催化剂装入固定床反应器内，在反应温度为340℃～350℃,反应压力为0.7MPa～0.8MPa,氢气与C8芳烃的摩尔比为2.3～2.5，质量空速为4h^-1～6h^-1的条件下，催化C8芳烃异构化反应。

上述的应用，其特征在于，所述反应温度为350℃,反应压力为0.7MPa,氢气与C8芳烃的摩尔比为2.5，质量空速为4h^-1。

本发明催化剂的制备方法包括以下步骤：

步骤一：将EU-1分子筛、ZSM-5分子筛和氧化铝混合均匀后得到混合物，将所述混合物和稀硝酸进行混捏，挤条成型后干燥，然后在540℃～560℃条件下焙烧4h～5h，得到载体；所述混合物和稀硝酸的质量比为100：(55～65)，所述稀硝酸的质量浓度为0.4％～0.6％；

步骤二、将步骤一中所述载体置于硝酸铵溶液中进行3～4次离子交换，每次离子交换的温度为80℃～90℃，时间为1.5h～2.5h；所述硝酸铵溶液的摩尔浓度为0.8mol/L～1.2mol/L；

步骤三、将步骤二中经离子交换后的载体置于氯铂酸中等体积浸渍12h～14h，得到催化剂前驱体；