[发明专利]用含硅催化剂将烃类催化转化为芳烃化合物的方法

说明书

本发明涉及一种烃类催化转化为芳烃的方法，此种方法尤其可应用于汽油重整和生产芳烃。

更确切地说，它涉及采用氧化铝基质的多功能催化剂作为催化剂的一种方法。

催化重整是一种通过正构石蜡烃及环烷烃转化为芳烃使馏份油和特别地使经蒸馏的重质石油的辛烷值可能提高的一种方法。

因此催化重整的操作包括一方面将C₇-C₁₀的正构石蜡烃转化为芳烃和轻质石蜡烃，另一方面也将C₇-C₁₀的环烷烃转化为芳烃及轻质石蜡烃。这些反应尤其可通过环己烷脱氢和烷基环戊烷的脱氢异构化反应转化成芳烃加以说明，例如甲基环己烷就转化为甲苯，而且还可通过正构烷烃的环化反应转化为芳烃，例如，正庚烷转化为甲苯。

在催化重整进行的过程中，同时发生重质正构烷烃裂化为轻质烷烃的反应，得到的特别是基本上为丙烷和异丁烷的C₁-C₄产物：这些反应对于重整产物的收率是不利的。

最后，也还会由于芳烃核缩合生成富碳的固体产物，沉积在催化剂上形成焦炭。

重整催化剂除了对焦炭非常敏感外，还对各种能够减低催化剂活性的毒物非常敏感：特别是对硫、氮、金属及水。

由于沉积在催化剂表面上的焦炭使催化剂的活性随时间逐渐下降，导致需要在更高温度下操作、重整产物收率下降、气体产率升高。

由于这个原因和考虑到催化剂的再生，催化重整可以按照两种不同方式进行操作：半再生或循环式操作和连续式操作。第一种情况，采用固定床来完成，第二种情况，采用移动床完成。

对于半再生方法，为了补偿催化剂活性损失，反应温度要不断上升，接着就停车除焦，再生催化剂。循环重整过程实际上是一种半再生式的过程，这种装置包括串连的几个反应器，而每个反应器都依次停车，脱除离开反应的催化剂上的焦炭沉积物，使催化剂得以再生，同时又使其它的反应器继续投入运行。

对于连续重整，反应器属于低压(15巴以下)运行的移动床反应器，这样可以促进芳构化反应，而不促进裂化反应，使重整产物和氢的收率显著提高，但另一方面它却大大加速了焦炭的形成。催化剂穿过反应器接着再进入再生阶段。

芳烃生产过程涉及石蜡烃和环烷烃转化为芳烃化合物的反应。

在这些烃类转化反应中，一般采用的是含有例如铂及一种氯化了的氧化铝载体的双功能催化剂，它既有环戊基环烷烃异构化和烷烃环化反应所需的氯化处理过的氧化铝的酸性功能，也具有脱氢反应所需的铂的脱氢反应功能。这种类型的催化剂也包括诸如在专利US-A-3,700,588及US-A-3,415,737中已有描述的另一种金属，如铼、锡或铅。

由上述可见，催化重整过程可以用催化剂固定床操作，也可用催化剂移动床操作。

在每种情况下，催化剂都要在高温度和有蒸气存在下进行再生处理，其中包括燃烧在催化剂上沉积的焦炭。遗憾地是，这些处理条件均促进了催化剂性能的衰退。因此力图提高催化剂对于这些条件的耐受性是很重要的。

一般提供的是具有足够尺寸的挤压条或小球形催化剂，以利于试剂和气体产物相对地较易通过。催化剂的磨损，特别是由于在移动床中的过程的磨擦，导致粉尘及更细微颗粒的形成。这些微细颗粒扰乱气流流动，并使试剂通过进口所需的压力增加，甚至有时会迫使装置停车。对于移动床，这种持续的磨损也会导致扰乱催化剂的循环，使之必须频繁补加催化剂。

作为这样的重整催化剂必须满足许多的要求，某些要求可能会相互矛盾。这种催化剂首先必须是活性最高的，以能够达到高的收率，但是活性又必须与可能最高选择性相匹配，也就是说，必须限制导致生成C1～C4轻质产物的裂化反应。

此外，催化剂必须有高的抗积碳失活的稳定性；催化剂还必须在经受反复再生操作的苛刻条件下具有优良的抗衰降解能。

在移动床反应器连续重整过程操作及如上所述的条件下，催化剂由于摩擦也遭受到了强烈和持续的磨损，导致其比表面显著下降，并形成了损害装置功能的“细颗粒”。目前市场供应的催化剂，尽管满足一个或若干个这样一些条件，但都不能全部满足上述要求。

而且，尽管对于所用的双功能催化剂已经做出了许多改进，但人们仍然在继续努力地寻求更新性能的催化剂，不仅关注反应的转化率，而且还关注催化剂的寿命。

本发明正是涉及利用对重整反应和生产芳烃的催化性能有所改进和其寿命有所延长的一种多功能催化剂进行烃类转化的一种方法。