[发明专利]催化芳构化

说明书

本发明涉及催化芳构化，例如，将非芳族烃转化成更高价值芳族烃，可用于此种芳构化的催化剂，和此种催化剂的制造方法。所述芳构化催化剂包含至少一种分子筛组分和至少一种脱氢组分，以及所述分子筛组分的存在量为80wt％或更多。

发明人：Paul F.Keusenkothen、Samia Ilias、John S.Buchanan、MayankShekhar、Reyyan Koc-Karabocek和Teng Xu

优先权

本申请要求于2016年4月25日提交的美国临时申请号62/327,023和于2016年6月20日提交的EP申请号16175164.9的优先权和利益，它们的公开内容全部通过参考引入本文。

技术领域

本发明涉及催化芳构化，例如，将非芳族烃转化成更高价值芳族烃，可用于此种芳构化的催化剂，此种催化剂的制造方法，和在所述催化剂存在下实施芳构化的系统和设备。

背景技术

随着页岩气革命，天然气供应已经变得不太昂贵和更加充裕，使得它变成用于升级的有利原料。直接和间接天然气升级方法中遇到的一个难题是在许多位置缺乏足够的基础设施用于将所述气体向偏远转化设施的经济输送。这已经导致将天然气中的轻质烷属烃转化成富芳烃石脑油的方法的开发，所述富芳烃石脑油可以进一步升级成汽油及其它有价值的产物例如苯、甲苯和二甲苯(统称“BTX”)。

常规轻质烷属烃芳构化方法可以直接地或间接地进行。例如，直接转化方法例如Cyclar(可以从UOP获得)和M2Forming(可以从ExxonMobil获得)典型地使用常规移动床催化剂将C₂₊轻质烷属烃转化成芳族烃。在另一方面，间接方法包括将甲烷从天然气中分离，然后将甲烷转化成合成气。然后将所述合成气转化成液态烃。

间接芳构化方法中遇到的一个难题源于需要甲烷分离和升级设施而产生的低效率。直接方法中遇到的难题源于天然气中的甲烷和乙烷的难处理性质，这使得这些化合物更加难以使用便利的温度、压力和流动条件转化。直接和间接方法中遇到的另一个难题源于在芳构化过程中发生的芳族烃产率的显著降低。产率降低典型地源于芳构化反应器中并且尤其是催化剂附近的沉积物(例如，催化剂焦炭和焦炭前体)的积聚。需要频繁的催化剂再生以维持相当大的芳族烃产率。

因此，仍需要芳构化方法，其与常规方法相比能够以相当大的转化率和相当大的芳族烃产率以及对催化剂焦炭的降低的选择性长期操作。特别地，期望烃转化催化剂，其更加抗结焦并且与常规催化剂，尤其是可以用于固定床方法的催化剂相比能够长期地并且更少需要再生地操作。本发明满足这种需要和其它需要。

发明内容

本发明部分地基于催化活性材料(例如，催化剂)的发现，所述催化活性材料与常规芳构化催化剂相比在芳构化期间更加抗失活。所述催化剂适合于用于固定床，并且与使用常规芳构化催化剂的情况相比可以在芳构化(例如，脱氢环化)工作中操作显著更长的时间间隔，而不需要再生或复原。

因此，本发明的某些方面涉及在至少一个反应区由包含非芳族烃的原料制备芳族烃的方法，所述反应区含有至少一种具有由所述原料的非芳族烃形成芳族烃的催化活性的催化剂。所述催化剂包含至少一种分子筛组分和至少一种脱氢组分。所述分子筛组分按≥80wt％的量存在于所述催化剂中，基于所述催化剂的重量，和(iv)所述脱氢组分包含至少一种选自元素周期表第3-15族的元素。将所述原料的非芳族烃的至少一部分转化成芳族烃以制备包含≥1wt％所述芳族烃的产物。在反应区中在所述催化剂存在下在转化条件下进行所述转化，所述转化条件包括温度≥400℃。