[发明专利]甲苯歧化与烷基转移工艺

说明书

本发明涉及甲苯歧化与烷基转移工艺，特别是关于甲苯与碳九芳烃原料通过歧化与烷基转移反应生产苯和二甲苯工艺。

甲苯歧化和碳九芳烃烷基转移增产苯和二甲苯，是调节石油芳烃中各组份的产需平衡，满足石油化工对苯和二甲苯需求的有效手段。以往的歧化与烷基转移工艺和催化剂要求原料中碳十芳烃的含量在2％以下，以保证催化剂有较好的稳定性。在产品分离过程中，力求把碳十芳烃除去，让循环的碳九芳烃含碳十芳烃量达到要求。为此，废弃的重组份中约含15～30％的碳九芳烃，这样对烷基转移有用的碳九芳烃原料损失较大。文献US4761514专利中介绍了甲苯歧化工艺。该工艺是以大于30硅铝比的丝光沸石作催化剂，以含乙苯的甲苯为原料进行歧化反应，其原料中不含有碳十芳烃。文献US3551509专利中介绍了含碳九、碳十芳烃的甲苯原料，以添加了二种稀土金属，具有2-12硅铝比的沸石作为催化剂，在温度700～1100°F，重量空速为0.2～5小时^-1，催化剂孔径为8～15条件下，反应生成苯和二甲苯的工艺。该工艺是采用移动床，大孔径的催化剂，虽然原料中可含碳十芳烃的量较大，但其甲苯歧化的转化率较低，最高仅22.96％。

甲苯歧化与烷基转移反应的两个主反应为甲苯歧化生成苯和二甲苯以及甲苯与三甲苯反应生成二甲苯。但在反应条件下同时会发生副反应生成少量碳十芳烃量，该碳十芳烃通常作为副产品废弃掉，增加了原料消耗。例如：少量三甲苯发生歧化反应生成二甲苯和四甲苯：

       

借助于本发明的工艺和催化剂，可以让碳十芳烃在歧化与烷基转移反应条件下发生以下反应，转化为较低级芳烃，成为有用的原料。例如四甲苯与苯发生烷基转移生成三甲苯和甲苯：

       

四甲苯加氢脱烷基反应生成三甲苯和甲烷：

       

上述这两个反应都能使碳十芳烃转化为歧化与烷基转移有用的原料碳九芳烃和甲苯。

为克服上述文献存在的缺点，本发明的目的是提供一种工艺，使甲苯与碳九芳烃反应过程中，原料中既能允许含有较多的碳十芳烃，同时又有较高的甲苯歧化转化率。

本发明的目的是通过以下的技术方案来实现的：一种甲苯歧化与烷基转移工艺，原料甲苯中含有碳九芳烃和碳十芳烃，以丝光沸石为催化剂，丝光沸石的硅铝比SiO₂/Al₂O₃分子比为10～30摩尔/摩尔，催化剂的孔径为4～8，在反应温度为320～550℃、反应压力为1.0～8.0MPa、氢/烃分子比为4～10摩尔/摩尔、原料重量空速为0.5～2.0小时^-1条件下，在固定床中反应生成苯、乙苯和二甲苯。

在上述技术方案中，反应压力优选范围为2.0～5.0MPa，反应温度优选范围为340～480℃，氢/烃分子比优选范围为4～8摩尔/摩尔，丝光沸石催化剂的硅铝比SiO₂/Al₂O₃分子比优选范围为15～25摩尔/摩尔，催化剂孔径优选范围为6～8。

本发明的丝光沸石催化剂制备方法为：按中国专利89106793.0(CN1050011A)的方法合成高硅丝光沸石，然后用铵盐溶液进行处理，再用脱离子水洗涤脱去钠离子。脱钠后的丝光沸石与拟薄水铝石混合，加稀硝酸捏合、挤条、切粒、焙烧得到催化剂。

本发明的甲苯歧化与烷基转移工艺，允许原料含0.1～8.0％(重量)的碳十芳烃，因此有三个明显的优点：①由于原料允许含碳十芳烃高达8％(重量)，废弃的重组份量减少，从而使重组份排放而带走的碳九芳烃量减少，提高了碳九芳烃的利用率及产品收率；②反应原料允许含高达8％(重量)的碳十芳烃，减少了三甲苯歧化生成碳十芳烃而造成的原料碳九芳烃损失，也提高了产品的收率；③原料中碳十芳烃一部分转化为碳九芳烃等较低级芳烃，为歧化与烷基转移反应贡献了原料，也提高了产品收率。另外该工艺本身反应的甲苯和碳九芳烃总转化率高达42～43％(摩尔)，大大提高了装置的产物产量，取得了满意的效果。

【实施例1】