[发明专利]用于C8芳族馏分的异构化的包含具有最优化Si/Al摩尔比的IZM-2沸石的催化剂

说明书

本发明公开了用于C8芳族馏分的异构化的包含具有最优化Si/Al摩尔比的IZM‑2沸石的催化剂。描述了包含至少一种含有硅原子和铝原子的IZM‑2沸石、至少一种基质和至少一种来自元素周期表第VIII族的金属的催化剂，所述沸石具有60至150的硅摩尔数和铝摩尔数之间的比率。所述催化剂用于包含至少一种每分子含8个碳原子的化合物的芳族进料的异构化方法。

技术领域

本发明涉及包含具有最优化硅铝摩尔比（Si/Al比，以硅摩尔数/摩尔铝表示）的通过术语IZM-2命名的沸石的催化剂。本发明还涉及使用所述异构化催化剂的C₈芳烃馏分的异构化方法。

背景技术

含有8个碳原子的芳烃来源主要获自重整工艺（重整产物）和获自蒸汽裂化工艺（裂解汽油）。含有8个碳原子的芳烃在这些馏分中的分布可变：通常，10%至30%的乙苯，余量是三种二甲苯异构体：对二甲苯、间二甲苯和邻二甲苯。通常，这种余量二甲苯中的分布是50%的间二甲苯、25%的邻二甲苯和25%的对二甲苯。在这种余量二甲苯内，对二甲苯是特别受欢迎的异构体。实际上，经由对苯二甲酸二甲酯和对苯二甲酸，其可用于生产用于衣物的聚酯纤维和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的树脂和膜。因此，希望以其它含8个碳原子的芳烃为代价使对二甲苯的产量最大化。这使用催化异构化法实现。在提取对二甲苯后，将富含间二甲苯、邻二甲苯和乙苯的残余馏分送往催化异构化单元，其送回含有8个碳原子的芳烃的混合物，其中二甲苯的比例接近热力学平衡且由于乙苯的转化，乙苯的量降低。将这一混合物再次送往对二甲苯提取单元并将残余馏分送往异构化单元。由此，生成“C₈芳烃环路”，其可用于使对二甲苯的产量最大化（E. Guillon, P. Leflaive, Techniques de l’Ingénieur [Engineering Techniques], J5920, V3）。可以使用异构化单元将二甲苯异构化成对二甲苯并通过乙苯脱烷基反应将乙苯转化成苯。在这种情况下，使用术语该馏分的“脱烷基”异构化。也可以将该残余馏分送往催化异构化单元以将二甲苯异构化成对二甲苯并通过乙苯异构化反应将乙苯转化成二甲苯。这随后被称作该馏分的“异构化（isomerizing）”异构化（isomerization）。这些工业方法通常使用以固定床模式使用并在氢气压力下在气相中运行的多相催化剂。这两种类型的方法通过操作条件和所用催化剂的配方（通过它们的性质和/或它们的加氢脱氢和/或酸性官能含量）区分。本发明属于“异构化”异构化领域。

在“异构化”异构化的情况下，催化剂为双官能类型并具有酸性官能（通常由至少一种沸石提供）和由贵金属（通常为铂）提供的加氢脱氢官能。实际上已经证实，乙苯异构化成二甲苯涉及双官能类型机制。首先在金属位点处将乙苯氢化成乙基环己烯，这些环烯烃中间体随后在布朗斯台德酸位点处异构化成二甲基环己烯。最后，二甲基环己烯在金属位点处脱氢成二甲苯。强加氢脱氢官能如铂的使用也导致通过相应芳环的氢化产生环烷环。

除所需异构化反应外，还希望限制下列类型的副反应：

- 乙苯脱烷基成苯和乙烯；

- 乙苯歧化成二乙苯和苯，或二甲苯歧化成甲苯和含有9个碳原子的芳烃；

- 在乙苯和二甲苯之间；和在二甲苯本身之间的烷基转移；

- 环烷开环和裂化。

这组反应导致产生更难改质的分子，它们不再循环至“C₈芳烃环路”并被视为该方法的净损失。除含有8个碳原子的环状分子外的所有分子因此被视为净损失。

异构化反应以及副反应主要通过酸性官能被催化。充当酸性官能的沸石的性质（酸性布朗斯台德位点的数量和强度、微孔骨架的拓扑等）因此对该双官能催化剂的性质，特别对其选择性具有直接影响。