[发明专利]低碳烷烃芳构化的方法

说明书

本发明涉及低碳烷烃生产芳烃领域，公开了一种低碳烷烃芳构化的方法，该方法包括：在芳构化催化剂的存在下，使低碳烷烃进行脱氢芳构化反应，所述芳构化催化剂包含载体以及负载在载体上的金属活性组分，所述金属活性组分包括铂，所述载体包含沸石和粘合剂，且所述金属活性组分的至少80％分布在所述沸石上。本发明的方法能提高目标产物芳烃的收率，再生催化剂仍能保持较高的催化性能。另外，本发明的方法能同时满足工业化应用。

技术领域

本发明涉及低碳烷烃生产芳烃领域，具体涉及一种低碳烷烃芳构化的方法。

背景技术

在乙烷脱氢芳构化过程中，乙烷在催化剂存在下能选择性地直接转化为高价值的BTX产物。由于乙烷反应活性低，通常反应温度要超过600℃，这导致催化剂焦化严重。因此，从经济角度来看，脱氢芳构化反应采用的催化剂必须是可再生的。

图1示意了乙烷在金属负载型催化剂下脱氢芳构化的主要过程：1)乙烷在催化剂的金属位点被活化，转化成乙烯；2)乙烯在催化剂的酸位被活化，转化成C6+烃；3)C6+烃在所述金属位点上脱氢，形成芳香族化合物。由此可知，金属与酸位点接近是提高芳烃选择性的关键，否则在成环之前，乙烯容易过量低聚转化成更重的烃，这不仅会降低芳烃的选择性，还会导致更多焦炭形成，使催化剂迅速失活。

典型的沸石负载型贵金属催化剂用于催化乙烷脱氢芳构化，该催化剂通常包含0.02-0.2％的负载金属。在工业应用上，需要将沸石粉末与能提供机械强度的粘合剂结合形成该催化剂颗粒，从而降低催化剂床层压降。

US 8946107B2的实施例1公开了一种不含粘合剂的脱氢芳构化催化剂，具体是将Pt等活性组分沉积在ZSM-5粉末上，之后将粉末装入塑料包并应用均衡压模挤压，接着粉碎、筛分，得到催化剂颗粒。该催化剂的机械强度差，无法在工业上获得应用。

US 9144790B2公开了一种以Ga作为催化剂第二金属来衰减Pt以提高选择性的催化剂及其制备方法，该方法是先将ZSM-5和氧化铝混合并挤出得到挤出物，然后再将Pt等活性组分沉积在挤出物的孔中。粘合剂用于将各个沸石晶体颗粒粘结，以使催化剂颗粒尺寸保持在流化床操作的最佳范围内或防止其在固定床或移动床操作中的过度压降。

发明内容

本发明的发明人在研究中发现，在低碳烷烃的脱氢芳构化反应所采用的催化剂中同时存在粘合剂与沸石时，Pt等活性组分不但会沉积在沸石上还会沉积在粘合剂上，若部分Pt沉积在粘合剂上，会导致催化剂的活性和芳烃选择性较低；而且，处于粘合剂上的Pt在高温(例如在反应或催化剂再生过程中)下容易被烧结，导致再生催化剂不能恢复到其初始活性。针对上述问题，提出本发明。

本发明提供了一种低碳烷烃芳构化的方法，该方法包括：在芳构化催化剂的存在下，使低碳烷烃进行芳脱氢构化反应，所述芳构化催化剂包含载体以及负载在载体上的金属活性组分，所述金属活性组分包括铂，所述载体包含沸石和粘合剂，且所述金属活性组分的至少80％分布在所述沸石上。

与现有的脱氢芳构化反应相比，本发明的方法应用的催化剂在脱氢芳构化中具有较高的催化活性并能提高反应产物BTX的选择性，且催化剂再生前后的催化性能相当，即具有可再生性高的特点。另外，本发明的方法一方面通过调整Pt分布并最小化位于粘结剂上的Pt，可实现催化剂上Pt负载量的最小化，另一方面也可不使用第二活性组分(例如Ga等)，即使仅以少量Pt存在就可保证催化剂的催化活性并保证产物BTX的选择性，从而降低催化剂的成本。

附图说明

图1是乙烷脱氢芳构化生产芳香族化化合物的示意图。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。