[发明专利]一种粗苯直接烷基化制对二甲苯催化剂

说明书

本发明涉及一种粗苯直接烷基化制对二甲苯抗毒性催化剂及其制备方法。该催化剂以钠型或氢型ZSM‑5分子筛为活性组分，在含硫、含氮、含氧及不饱和烃等杂质的粗苯原料中不易中毒失活，且粗苯中的含硫、含氮、含氧及不饱和烃等杂质不易与烷基化试剂发生副反应。该催化剂用于粗苯直接烷基化反应，粗苯中苯的转化率可达57%，产物中对二甲苯在异构体中的选择性可达86%。该催化剂性能优异，制备简单，可有效降低对二甲苯的生产成本。

技术领域

本发明涉及一种粗苯直接烷基化制对二甲苯抗毒性催化剂及其制备方法，属于催化剂技术领域。

背景技术

对二甲苯（PX）是重要的大宗化工原料，由于我国聚酯行业发展迅猛，从而导致PX的消费量也快速增长，从2006年到2017年我国PX的表观消费量从453万吨迅速增加到2250万吨。而相应PX的产能仅从376万吨迅速增加到1399万吨，2013-2017年间PX自给率仅为42~52%。为了有效缓解PX严重短缺局面，近期国内规划和建设了大规模的炼化一体化装置，预计到2020年将形成总计3496万吨/年PX产能，届时PX需求量预计为2850万吨/年，我国可能从PX进口国转变为出口国，将对亚洲乃至全球PX供需格局产生深远影响。

目前PX几乎全部来自石油路线，成本较高。随着市场竞争加剧，先进的技术和低廉的价格将提高企业的竞争力。以苯为原料，特别是以粗苯为原料，通过烷基化制PX，可有效降低PX的生产成本。

随着国内炼油能力的提升以及焦碳行业的复苏，国内苯的供应量同步大幅增加，苯的产能将严重过剩。未来我国纯苯产能的增长将主要来自三块：1、PX新建、扩建成为纯苯产能增长的主力军，新产能释放主要集中在2019-2021年；2、现有乙烯装置改扩建使其芳烃抽提能力提高及新建乙烯工程中配套芳烃装置的投产；3、炼厂芳烃装置的改扩建及新建能力。截至2017年底我国石油苯的产能为1225万吨，根据PX产能增幅预计到2021年石油苯的新增产能约为2000万吨。此外，2017年我国焦炭产量43142.6万吨，大约副产粗苯575.2万吨，可生产加氢苯约373.7万吨，未来几年将基本维持该水平。2017年苯的实际需求量约1352.3万吨，预计到2021年苯的实际需求在1500—2000万吨左右，而届时石油苯和加氢苯的总产能将超过1600万吨。纯苯产能将严重过剩。

2018年我国甲醇产能达到8453万吨，根据亚华咨询估算，2021年甲醇产能预计超过1亿吨。根据卓创资讯报道，2018年共有390万吨/年甲醇制烯烃装置试车投产，新增甲醇需求约1170万吨/年；预计2019、2020年仍分别有195、250万吨/年甲醇制烯烃装置试车投产，预计新增甲醇需求585、750万吨。因此预计2020年仅MTO/MTP甲醇需求将达5000万吨/年。到2020年甲醇表观消费总量将达7790万吨，产能过剩接近3000万吨。

甲醇和苯的产能长期严重过剩，其下游技术的开发和应用势在必行，特别是粗苯下游技术开发需求较为迫切。粗苯的主要来源有：（1）焦化厂煤气净化洗脱苯工段回收的粗苯或轻苯；（2）煤焦油加工厂分离出来的轻油；（3）炼油厂芳烃抽提得到的含苯油品。粗苯成分非常复杂，除了含有苯、甲苯、乙苯、二甲苯之外，还含有水、硫化物、氮化物、氧化物、不饱和烃、非芳烃、重芳烃以及胶质中的一种或多种，极易导致常规催化剂中毒失活。国内研究苯和甲醇烷基化技术比较少，且直接产品多为接近平衡组成的混合二甲苯，采用粗苯为原料的研究更少，能直接制得高浓度对二甲苯的研究几乎没有。