[发明专利]起始阶段采用适度硫化的甲苯歧化方法无效

专利信息
申请号: 200680001842.2 申请日: 2006-01-05
公开(公告)号: CN101124186A 公开(公告)日: 2008-02-13
发明(设计)人: X·肖;B·弗塞尔;J·巴特勒;B·戈麦斯 申请(专利权)人: 弗纳技术股份有限公司
主分类号: C07C5/22 分类号: C07C5/22;C07C5/52
代理公司: 上海专利商标事务所有限公司 代理人: 郭辉
地址: 美国得*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 起始 阶段 采用 适度 硫化 甲苯 方法
【说明书】:

发明领域

本发明涉及烷基芳烃原料流的歧化,更具体地,涉及利用经预处理的镍改性丝光沸石催化剂对含甲苯原料进行的歧化。

发明背景

常常需要通过歧化反应将烷基芳香烃化合物转化,生成歧化产物,包括未取代芳香烃化合物和烷基芳香烃化合物以及它们的混合物,其中烷基芳香族化合物包括单烷基芳香烃化合物和多烷基芳香烃化合物。这样的歧化反应可用来生产包含苯以及烷基苯和多烷基苯的混合物的歧化产物。尽管这种歧化反应可用来转化分子量相对较高的烷基芳香烃,但其中一个重要的歧化反应是甲苯歧化生成苯和二甲苯。甲苯歧化涉及众所周知的烷基转移反应,其中甲苯按照以下反应式转化为苯和甲苯,该反应为中度放热:

丝光沸石是可用来使烷基芳香化合物发生烷基转移的众多催化剂之一。丝光沸石是一种结晶硅铝酸盐沸石,其晶体结构中的硅原子和铝原子通过氧原子相互连接成网状结构。对丝光沸石催化剂的一般信息,可参考《Kirk-Othmer化学技术百科全书(Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology)》(1981年第3版)中“分子筛(Molecular Sieves)”标题下的内容(第15卷第638-643页)。丝光沸石可以是天然的,也可以合成,其(氧化)硅铝摩尔比一般较低,约为10或以下。这种常规结构的丝光沸石催化剂可以用于甲苯歧化。不过,氧化铝含量低得多的缺铝型丝光沸石催化剂也可用于甲苯歧化。

缺铝丝光沸石催化剂的硅铝比值大于10,有时约高达100。这种低氧化铝的丝光沸石可以像(例如)Sand在美国专利第3436174号中所揭示的直接合成,也可像Voorhies等在美国专利第3480539号中所揭示的,通过对用常规方法制备的丝光沸石进行酸提取(acid extraction)来制备。Pollitzer在美国专利第3780122中介绍了利用硅/铝比大于10的丝光沸石进行甲苯烷基转移的方法,所述丝光沸石是通过对硅/铝比小于10的丝光沸石进行酸提取得到的。

进行甲苯原料歧化的温度约为200℃-600℃或以上,压力从1个大气压-约100个大气压或以上。不过,就催化剂活性和老化特性而言,催化剂本身也会对反应温度有限制。一般说来,原有技术表明,虽然高铝丝光沸石(低硅铝比)可以采用较高温度,而低铝丝光沸石应采用较低的温度。因此,在烷基芳烃的烷基转移反应中采用具有高硅/铝比的丝光沸石催化剂时,通常的做法是在靠近适用温度范围的下限温度进行反应。在这种情况下的另一种常见做法是通过具有催化活性的金属组分来改进催化剂,如Brandenburg在美国专利第3476821中所述。金属助催化剂能显著提高催化剂的活性和寿命,可以通过用硫化镍之类的金属硫化物处理丝光沸石来将其引入丝光沸石中。

氢可以随甲苯一起供给反应区。虽然歧化反应(1)没有氢的消耗和产出,但一般认为,用氢作为辅助进料可以延长催化剂的有效寿命,如上面提到的Brandenburg在其专利中所述。原有技术显示,氢的供应量一般随温度的升高而增加,所述氢的供应量可用氢/甲苯摩尔比度量,或者用每升原料中氢的标准升数度量。正常情况下,送入甲苯歧化反应区的烃原料纯度极高。为反应区提供的原料中甲苯的含量一般为90-100重量%。对于甲苯歧化过程来说,通常认为将甲苯含量保持在99重量%(杂质少于1%)以上是适宜的。

发明概述

本发明提供了对包含至少一种烷基芳香烃化合物的原料进行歧化反应的新颖方法,所述方法在镍改性的丝光沸石催化剂上进行,所述催化剂经过适度硫化过程的预处理。本发明的优选应用涉及甲苯歧化,生成含苯和二甲苯的烷基转移产物。原料可以是较纯的甲苯流形式,或者可以包含分子量较高的烷基芳香烃化合物。相对于镍改性的丝光沸石催化剂中的镍含量来说,硫的用量较小。在实施本发明时,镍改性的丝光沸石催化剂在预处理条件下与硫化氢或二甲基二硫醚(DMDS)之类的含硫化合物接触,预处理条件的温度至少为100℃。含硫化合物的用量相对较少,因而活性镍位点中只有很小一部分被钝化。对催化剂进行预处理后,在甲苯有效歧化的条件下,使含甲苯的原料与经过预处理的催化剂接触,并使包含苯和二甲苯的烷基转移产物与镍改性的丝光沸石歧化催化剂脱离接触。

在本发明的一个优选实施方式中,丝光沸石催化剂包含0.1-2重量%的镍。所述改性催化剂可包含除镍之外的其他金属。所述其他金属可以是第10族中除镍外的另一种金属,即钯或铂,也可以是镧系金属,如镧或铈。

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