[发明专利]烷基芳烃异构化催化剂

说明书

本发明是一种烷基芳烃异构化催化剂，更具体地说，本发明是一种用于C₈或C₉芳烃异构化同时将乙苯转化为苯和乙烷的催化剂。

在石油化工的生产中，从催化重整或烃油的水蒸汽热裂解等工艺得到的C₈芳烃除含有对、间、邻二甲苯外，还含有乙苯。为满足合成纤维原料对二甲苯的需要，一般多采用适当的方法分离出乙苯，并通过吸附分离和异构化的手段增加对二甲苯的产量。但由于乙苯与二甲苯的沸点非常接近，用高效精馏或吸附分离直接分离乙苯的加工费用高，经济上不合算，所以近年来多采用化学反应将乙苯转化为二甲苯或苯。

为了使乙苯转化和二甲苯异构化的反应同时完成，用含有加氢组分的固体酸催化剂将乙苯转化为苯和乙烷、并将二甲苯异构化为热力学平衡混合物的方法日益引起重视。乙苯加氢脱烷基生成苯和乙烷的过程中，乙苯的转化几乎不受热力学平衡制约，转化率较高；同时苯与二甲苯沸点相差较大，可用分馏予以分离。分离出的苯在合成纤维和合成树脂工业中，也很有利用价值。在这种转化方法中，催化剂的活性是由产物内的对二甲苯在二甲苯中的含量及乙苯转化率来衡量，催化剂的选择性则是由二甲苯收率及乙苯生成苯的选择性来衡量。

上述方法的现有技术一般多用载一种或多种金属的沸石催化剂，其载体多用氧化铝，而沸石则多用丝光沸石或ZSM系列沸石。如US4,482,773提出了载Pt和Mg的ZSM-5催化剂、US4,874,731提出了载Pt和Bi的ZSM-5催化剂、US4,939,110提出了载Pt和Pb的ZSM-5催化剂、EP138617A2提出了载Mo的ZSM-5催化剂、US5,077,254提出了载Pt(或Pd)的丝光沸石催化剂。也有同时使用ZSM-5和丝光沸石的复合沸石催化剂，如US4,467,129报导了载有Re、Mo、W、V中一种金属的ZSM-5和丝光沸石催化剂。所有的以上现有技术都能使二甲苯异构化并同时转化乙苯为苯，但催化剂的活性与选择性则还有待进一步提高。如US4,467,129的二甲苯收率为95～98.5％，乙苯生成苯的选择性小于90％。US4,482,773的乙苯转化率也小于45％，而EP138671A2的乙苯转化率尚不足25％。

本发明的目的就是要提供一种能够更有效地同时使乙苯脱乙基生成苯和乙烷，并使二甲苯异构化成为平衡混合物的催化剂。本发明的其它目的及特点将由下文所述进一步明确。

本发明是一种载有Ⅷ族贵金属复合沸石催化剂，其复合沸石由ZSM-5和丝光沸石组成。本发明的催化剂以复合沸石和活性氧化铝为载体，载铂或钯贵金属。本发明催化剂的组成是：载体中复合沸石的含量为20～90重％，以40～70重％较好；氧化铝的含量为80～10重％，以60～30重％较好。而在复合沸石中，ZSM-5的含量为1～99重％，丝光沸石的含量为99～1重％。在全部催化剂中，活性组分Ⅷ族贵金属的含量为0.01～2重％，以0.05～0.3重％的铂(Pt)较好。

本发明催化剂的制备方法如下：先将钠型ZSM-5沸石、钠型丝光沸石和活性氧化铝按一定比例混合，加入粘结剂进行混捏、成型、干燥、焙烧，制得的载体再用铵盐溶液对其中的钠型沸石进行交换，得到含有一定脱钠度的载体，然后用贵金属盐溶液浸渍载体，即制得本发明催化剂成品。

上述制备方法的详细步骤是：

1、将ZSM-5、丝光沸石和氧化铝混合，混合后的粉料与稀硝酸(浓度为1～5重％，以1.5～3.0重％较好)按100∶25～60(以100∶35～45较好)的重量比进行混捏、成型、干燥。于空气中在470～650℃(以500～600℃较好)下焙烧2～8小时(以3～6小时较好)后，即制得本发明催化剂的载体。

2、在室温至120℃(以85～100℃较好)的温度范围下，将载体用0.1～0.8N浓度(以0.2～0.5N较好)的铵盐溶液如氯化铵、硝酸铵溶液，对其中的钠型沸石进行交换，每次交换1～6小时(以1～3小时较好)，直到沸石的脱钠度为30～90％(以55～85％较好)，然后过滤、洗涤、干燥。

3、将上述经过铵交换后的载体在室温、液固比为1～3的条件下，以氯铂酸或氯化钯等贵金属的氯化物溶液浸渍8～60小时(以12～36小时较好)，再经过滤、干燥，于空气中在400～600℃(以450～550℃较好)活化1～10小时(以3～6小时较好)，冷却后即得到本发明的催化剂。