[发明专利]催化剂组合物及其在重质芳族化合物转化方法中的用途

说明书

本发明公开了催化剂组合物及其在用于转化含有C_g+芳族烃的原料以产生轻质芳族产物的方法中的用途，所述轻质芳族产物包含苯、甲苯和二甲苯。所述催化剂组合物包含约束指数为3‑12的第一沸石，包含由TEA或MTEA合成的丝光沸石的第二沸石，至少一种IUPAC元素周期表第10族的第一金属，以及至少一种IUPAC元素周期表第11‑15族的第二金属，其中所述丝光沸石具有大于30m²/g的中孔表面积并且所述丝光沸石包含由初级晶粒构成的聚集体，其中所述初级晶粒具有小于80nm的通过TEM测量的平均初级晶体尺寸和小于2的长径比。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年9月30日提交的美国系列No.14/870,848和2015年2月4日提交的临时申请No.62/111,730的权益和优先权，其公开内容通过引用以其全文并入本文。

领域

本发明涉及催化剂组合物，制备所述组合物的方法以及在重质芳族化合物转化方法中使用所述组合物的方法，所述催化剂组合物可用于将重质芳族化合物，具体地将C₈+芳族化合物转化为轻质芳族产物，具体地为苯、甲苯和二甲苯(以下统称为BTX)。

背景

苯和二甲苯的来源是催化重整油，其通过将石脑油和氢的混合物与在中等酸性的载体(如卤素处理的氧化铝)上的强加氢/脱氢催化剂(如铂)接触制备。通常，将C₆-C₈馏分从重整油中分离，并使用对芳族化合物或脂肪族化合物有选择性的溶剂萃取以产生相对不含脂肪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包含BTX，以及乙基苯。

炼油厂还已经聚焦于通过使用苯或甲苯使较低价值的C₉+芳族化合物烷基转移以产生二甲苯作为日益重要的方法来生产苯和二甲苯。化工厂理想地想要处理尽可能多的重质C₉+芳族化合物，同时最小化并潜在地除去甲苯/苯共进料。烷基转移活性和脱烷基活性二者对于成功的催化剂体系都是重要的。烷基转移是使甲基烷基转移以形成二甲苯的能力。脱烷基活性是将存在于C₉+芳族化合物上的乙基和丙基的脱烷基以允许形成较低级甲基/环物种的能力，所述较低级甲基/环物种可以与较高级甲基/环物种烷基转移以形成二甲苯。需要金属功能以使脱烷基期间形成的烯烃饱和，同时保持芳族饱和度的完整性。随着工厂转移到进料中增加的C₉+的量，可接受的活性和催化剂寿命变得具有挑战性。

已经表明，通过使用叠置床层体系将脱烷基活性和烷基转移活性去耦合显著地改进了性能。在美国专利No.5,942,651中公开了一种叠置床层催化剂体系，并且包括以下步骤：在烷基转移反应条件下将包含C₉+芳烃和甲苯的进料与第一催化剂组合物接触，所述第一催化剂组合物包含具有0.5-3的约束指数的沸石(例如ZSM-12)和加氢组分。然后将由第一接触步骤产生的流出物与第二催化剂组合物接触以产生包含苯和二甲苯的烷基转移反应产物，所述第二催化剂组合物包含约束指数范围为3-12的沸石，例如ZSM-5，并且其可以处于与第一催化剂组合物分开的床或分开的反应器中。进料中的乙基苯和/或在烷基转移过程中形成的乙基苯通过将乙基苯脱烷基为苯和乙烯而被部分地破坏。