[发明专利]一种C8芳烃异构化催化剂及其制备方法

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制备方法。该催化剂用于邻二甲苯和间二甲苯异构为对二甲苯的过程，同时涉及C₈芳烃中乙苯的转化。

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。

C₈芳烃通常含有乙苯和邻、间、对位二甲苯异构体的混合物。这三种二甲苯异构体常常达到接近热力学平衡的数量，一般能有52~53wt%间二甲苯，23~24wt%的对二甲苯和23.5~24.5wt%的邻二甲苯。由于二甲苯（对二甲苯、间二甲苯和邻二甲苯）是重要的中间体，它们在化学合成中有广泛的多种应用。而对二甲苯尤其更加广泛地被用作一种化学中间体，它经氧化可制得对苯二甲酸，用于生产合成纺织纤维和树脂，是一种需求日益增长的重要化学中间体，

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。

所以要对对二甲苯含量低的残留产品进行进一步升级，方法是将其进行异构化，在异构化中，至少一部分乙苯经历氢解反应而生成苯和乙烷，并且一部分邻二甲苯和间二甲苯异构化产生一种混合物，该混合物又能接近邻、间和对二甲苯的平衡浓度。现在用于二甲苯异构化方面有许多催化剂。但是用传统的技术，如结晶或沸石上吸附/解吸，把它与其它异构体分离。如此分离后，残余C₈芳族馏分含有非平衡量的乙苯和混合邻、间二甲苯异构体，并且对二甲苯含量很低。而现有技术一般多用负载一种或多种金属的沸石催化剂，其载体多用氧化铝，而沸石多用丝光沸石或ZSM系列沸石。

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)的丝光沸石催化剂、也有同时使用ZSM-5和丝光沸石的复合沸石催化剂，如US4,467,129报道了载有Re、Mo、W、V中一种金属的ZSM-5和丝光沸石催化剂。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。US4331822公开了加氢条件下的气相异构化，采用结晶硅铝酸盐沸石，如ZSM-5，其中催化剂含有铂和锌两种不同的金属，但是在该方法中由于非目的酸催化烷基转移反应和环裂化反应的发生，导致异构化反应中大量的二甲苯损失。US6723301、US6616910、US6514479、US6147269、CN201110217402.3、CN201110217582.5等公开了分子筛EUO用于C8芳烃异构化反应的技术，还涉及到催化剂的改性处理方法等。

CN101134171A公开了一种C8芳烃异构化催化剂的制备方法，该方法包括将EUO型分子筛与粘结剂混合成型后制的载体，再引入Ⅷ族金属、经干燥、焙烧后用还原性气体还原制得催化剂。该方法是采用常规浸渍法制备的催化剂，由于加入一定量的粘结剂，分子筛的有效利用率降低，活性和扩散性能变差，并影响催化剂的选择性和稳定性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种C₈芳烃异构化催化剂及其制备方法，该方法可以使催化剂更多的活性中心分布于孔道结构中，不但可避免催化剂的酸性中心被覆盖，而且还使酸性中心和加氢活性中心能够更好的配合，提高了催化剂的活性和异构化选择性以及稳定性，并减少副反应的发生。

本发明的C₈芳烃异构化催化剂的制备方法，包括：