[发明专利]一种高活性甲苯歧化制苯催化剂的制备方法

说明书

本发明属于分子筛催化材料制造领域，公开了一种高活性甲苯歧化制苯催化剂的制备方法。包括制备共晶分子筛、共晶分子筛改性为氢型共晶分子筛、制备氢型共晶分子筛催化剂、氢型共晶分子筛催化剂负载活性金属或金属氧化物，通过此制备方法得到的催化剂具有高甲苯转化率、高苯选择性、高稳定的特点，整体性能优于单组分普通分子筛与二种简单混合分子筛催化剂的性能。并且，制备过程简单，满足大规模工业生产与应用的要求。

技术领域

本发明属于分子筛催化材料制造领域，具体涉及一种高活性甲苯歧化制苯催化剂的制备方法。

背景技术

芳烃是石油化工工业的重要基础原料，在总数近千万种的已知有机化合物中，芳烃化合物约占30％，其中苯(B)、甲苯(T)、二甲苯(X)的产量和规模仅次于乙烯、丙烯，被称为一级基本有机原料，主要用于合成高分子聚酯纤维和塑料，还在医药、农药、染料等领域有极其广泛的用途。

目前芳烃的大规模工业生产是通过芳烃联合装置实现的，典型的芳烃联合装置包括石脑油加氢、催化重整、裂解汽油加氢等生产芳烃的装置以及芳烃转化和芳烃分离装置，主产品是苯和二甲苯(主要是对二甲苯PX和邻二甲苯OX)。涉及的关键性技术有：催化重整、芳烃抽提、甲苯歧化、烷基转移、二甲苯异构化及PX分离等芳烃转化技术。其中，甲苯歧化单元是芳烃联合装置中关键单元之一，起物流转换枢纽和有效调整芳烃原料与产品结构的重要作用。

除了甲苯可以歧化生成苯和二甲苯外，以往还有较传统的甲苯脱烷基制苯工艺，这类脱烷基制苯工艺包含催化脱烷基和热脱烷基二种。催化脱烷基典型的操作条件是575-650℃，压力为2.5-6.0MPa，热脱烷基温度可高达760℃。两者的基本工艺流程是相似的，用富氢气体循环控制放热反应段的温度。液体产品通过除去轻组分稳定化，再用白土处理，最后精馏得到苯产品，甲苯和重组分循环回装置。

美国Arco公司和烃研究公司开发了HAD热脱烷基工艺，在低浓度下操作可得到较高的苯收率。美国Gulf公司开发的THD工艺与之相似。这些工艺适宜转化来自BTX分离的主要含有甲苯等芳烃的工艺物料。三菱化学的MHC工艺是一种能处理大量非芳烃组分的热脱烷基工艺，可以使用纯度较低的氢，降低对补充氢的要求。

Houdry开发的以甲苯为原料的“Detol”工艺、以加氢裂解汽油为原料的“Pyrotol”工艺、以焦化粗苯为原料的“Litol”工艺这些都是催化脱烷基工艺。其中Houdry的Pyrotol工艺基本目的是裂解汽油中的芳烃脱烷基。Pyrotol工艺流程与Litol工艺非常相似，要求原料预处理脱除戊烷，至少除去部分C9+馏分。切割的原料被蒸发，并通过预处理反应器，使二烯烃、环二烯烃和苯乙烯选择加氢。在Pyrotol反应器中，芳烃被脱烷基生成苯。其他反应包括非芳烃裂解成轻质烃(主要是C1-C3)和脱硫。未反应的甲苯和重质芳烃循环返回反应段。目前，由于上述的脱烷基制苯工艺能耗高、收率低，且易于产生污染，同时临氢脱烷基的Cr2O3/Al2O3催化剂活性温度高、抗积炭能力差，且这类催化剂在实际工业生产使用中容易引起飞温失活，现今工业上已被甲苯歧化增产苯工艺所取代。目前，进一步提高催化剂进料空速、提高苯的收率、降低反应氢烃比、节能降耗，仍然是甲苯歧化制苯的发展方向。

对于甲苯歧化制苯反应而言，甲苯歧化反应的转化率和选择性与催化剂孔道结构、酸性酸强度直接相关，精准优化共晶分子筛催化剂的结构与组成，对获得具有高选择性、高芳烃处理能力、高转化率、较低氢耗、高苯纯度的高性能催化剂具有十分重要的作用。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种高活性甲苯歧化制苯催化剂的制备方法，利用此方法制备的催化剂具有高甲苯转化率、高苯选择性、高稳定性的特点。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：一种高活性甲苯歧化制苯催化剂的制备方法，具体步骤为：

1.制备共晶分子筛：将硅源、铝源、无机酸、有机模板剂、水配制成复合分子筛反应体系，再晶化制备共晶分子筛；