[发明专利]甲苯与重芳烃歧化和烷基转移的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种甲苯与重芳烃歧化和烷基转移的方法。

背景技术

碳八芳烃中的对二甲苯是石化工业主要的基本有机原料之一，在化纤、合成树脂、农药、医药等众多化工生产领域有着广泛的用途。为了增产二甲苯，利用甲苯歧化或甲苯与碳九及其以上重芳烃(C₉⁺A)歧化与烷基转移反应生成苯和碳八芳烃(C₈A)，是增产对二甲苯的有效途径。

随着上游重整料的日益趋重，重质芳烃的综合利用成为人们关心的问题。碳九芳烃(C₉A)已有较成熟的利用技术，通过与甲苯的烷基转移反应增产二甲苯。而碳十及其以上重芳烃(C₁₀⁺A)目前还只能部分被利用，其中的稠环化合物易加剧催化剂的积炭失活，因此，传统的歧化与烷基转移工艺中对反应原料中的C₁₀⁺A都有严格的限制。为改善催化剂的稳定性能，可在分子筛催化剂上引入加氢金属组分。但另一方面，由于金属具有较强加氢性能，可促进芳烃的加氢饱和及裂解副反应，生产非芳烃及轻组分，从而降低了二甲苯收率。

US20080221375公开了一种含铼金属的催化剂，该催化剂经过还原、硫化处理后，表现出较好的稳定性，并能有效抑制了脱甲基副反应。US005763720A公开了一种含铂金属的烷基转移催化剂，该催化剂经过水蒸汽或硫处理，具有较好的稳定性及较低的加氢副反应，但重芳烃转化率偏低。

专利CN 99113580使用镍和铋改性Beta沸石为催化剂，以重量百分比为甲苯/C₉A/C₁₀A＝50/45/5的混合物为原料，总转化率为46.93％(重量)，苯和二甲苯选择性为87.85％(摩尔)，并没有公开原料中C₁₀⁺A的转化情况。

上述文献中，在处理含有较高含量C₉⁺A原料时，存在重芳烃转化率低、二甲苯选择性偏低的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在重芳烃转化率低，二甲苯选择性低的问题，提供一种新的甲苯与重芳烃歧化和烷基转移的方法。该方法用于歧化与烷基转移反应，具有重芳烃转化率高，二甲苯选择性高的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案如下，一种甲苯与重芳烃歧化和烷基转移的方法，以甲苯和C₉⁺A为原料，其中甲苯与C₉⁺A的重量比例为100∶0～20∶80，在温度为200～500℃，压力为1.5～4.0MPa，重时空速为1.0～5.0h^-1，氢烃分子比为2.0～5.0条件下，原料与催化剂接触，反应生成苯、二甲苯流出物，其中所用催化剂以重量百分比计，包括以下组分：

a)20～80％的选自ZSM-5或β沸石分子筛中的至少一种；及负载于其上的

b)0.01～0.3％的选自铂或钯元素中的至少一种；

c)0.01～0.6％的选自锡、铅或锗中的至少一种；

d)0.1～1％的选自碱土金属或稀土金属中的至少一种；

e)10～40％的粘结剂Al₂O₃。

上述技术方案中，分子筛优选方案为ZSM-5和β沸石的混合物，ZSM-5与β沸石的重量比优选范围为9∶1～1∶9，更优选范围为6∶4～2∶8。以重量百分比计，选自铂或钯元素中的至少一种的用量优选范围为0.01～0.2％。以重量百分比计，选自锡、锗、铅中的至少一种的用量优选范围为0.01～0.5％。碱土金属优选方案选自锶，稀土金属优选方案选自镧或铈。温度优选范围为300～480℃，压力优选范围为2.0～4.0MPa，重量空速优选范围为1.5～4.0h^-1。

本发明方法中采用的催化剂的制备方法如下：

a)将所需量的选自铂或钯的化合物溶解于水溶液中，得溶液I；

b)将所需量的选自锡、铅、锗中至少一种的金属盐溶解于一种络合物溶液，得溶液II；

c)将所需量的选自碱土金属或稀土金属中的至少一种化合物配成溶液III；

d)用等体积浸渍法、离子交换法或物理混捏法将所述溶液负载到分子筛表面；

e)在300～600℃的温度下焙烧2～8小时，得到所需催化剂。