[发明专利]在沸石催化的烃类芳构化过程中降低生焦速率的方法

说明书

本发明涉及一种非芳烃在沸石材料存在下转化成芳烃的方法。更具体地说，本发明涉及在沸石材料存在下、在烃类芳构化过程中降低生焦速率、从而提高沸石材料的稳定性的方法。

非芳族的、汽油沸程的烃类在含有沸石如ZSM-5的催化剂存在下催化裂化成低碳烯烃(如乙烯和丙烯)和芳烃(如苯、甲苯和二甲苯)是大家知道的，如N.Y.Chen等在“工业和工程化学过程设计和开发，第25卷，1986年，第151-155页中描述的。这一催化裂化过程的反应产物含有各种烃类：未转化的C₅^＋烷烃、低碳烷烃(甲烷、乙烷、丙烷)、低碳烯烃(乙烯和丙烯)、C₆-C₈芳烃(苯、甲苯、二甲苯和乙苯)以及C₉^＋芳烃。

在汽油沸程的烃类转化成芳烃和低碳烯烃的过程中，一个与使用沸石催化剂有关的问题是，在转化反应过程中生成过多的焦炭。在沸石催化的烃类芳构化过程中生成的焦炭倾向于沉积在沸石的表面，从而使沸石失活。希望通过减少在这样的芳构化反应过程中生成的焦炭量来改进烃类芳构化法。

本发明的一个目的是，将汽油中的烃类至少部分转化成乙烯、丙烯和BTX(苯、甲苯、二甲苯和乙苯)芳烃。

本发明的另一目的是，提供一种改进的烃类芳构化方法，其中使在这样的烃类芳构化过程中的生焦速率降到低于现有芳构化法中的生焦速率。

本发明的另一目的是，提供一种通过将甲硅烷化剂加到芳构化法的烃类进料中来降低沸石催化的烃类芳构化过程中生焦速率的方法。

本发明的方法用于由烃类进料流生产低碳烯烃和芳烃，其在转化反应过程中生焦速率低于其他类似转化过程的生焦速率。含有汽油沸程烃类的进料物流通过在芳构化反应条件下与酸浸析的沸石材料接触来进行芳构化。条件是，在与酸浸析的沸石材料接触的进料物流中有一定浓度的甲硅烷化剂。

本发明的其他目的和优点由发明详述和附后的权利要求书得以清楚说明。

在非芳烃转化成芳烃的过程中，有效的含沸石的任何催化剂都可用于本发明方法的接触反应步骤。优选的是，催化剂的沸石组分的限制性指数(如在US4097367中规定的)在约0.4至约12范围内、优选约2至9。通常，在沸石的晶体骨架中SiO₂/Al₂O₃摩尔比为至少约5∶1，可一直到无限大。沸石骨架中的SiO₂/Al₂O₃摩尔比优选为约8∶1至约200∶1、更优选约12∶1至约60∶1。优选的沸石包括ZSM-5、ZSM-8、ZSM-11、ZSM-12、ZSM-35、ZSM-38及其混合物。这些沸石中的一些也称为“MFI”或“Pentasil”沸石。使用含有硼和/或至少一种选自Ga、In、Zn、Cr、Ge和Sn的金属的沸石也在本发明的范围内。目前更优选的沸石是ZSM-5。

催化剂通常还含有优选选自氧化铝、氧化硅、氧化铝-氧化硅、磷酸铝、白土(如膨润土)及其混合物的无机粘合剂(也称为基质材料)。任选的是，催化剂中也可含有能提高催化剂的热稳定性的其他金属氧化物，如氧化镁、氧化铈、氧化钍、氧化锆、氧化铪、氧化锌及其混合物。优选的是，催化剂基本上不合加氢助催化剂如Ni、Pt、Pd和其他第Ⅷ族贵金属、Ag、Mo、W等(即这些金属的总量应小于约0.1％(重量))。

通常，沸石组分在催化剂中的含量为约1至99(优选约5至80)％(重量)，而上述无机粘合剂和金属氧化物材料在沸石中的含量为约1至50％(重量)。通常，催化剂的沸石组分与粘合剂一起调制，随后再成型如成球、挤条或压片。通常，催化剂的表面积为约50-700米²/克，而粒度为约1至10毫米。

任何含有其中每一分子有5-16个碳原子的烷烃和/或烯烃和/或环烷烃的适合烃类原料都可在本发明的接触反应步骤中用作进料。这些原料常常还含有芳烃。适合的可得原料的非限制性例子包括催化裂化法(如FCC)得到的汽油、烃类(如乙烷)热裂解法得到的裂解汽油、石脑油、瓦斯油、重整油等。优选的进料为适合用作至少一种汽油调合原料的、通常沸程为约30至210℃的汽油沸程的烃类原料。通常，烷烃的含量超过烯烃、环烷烃和芳烃(如果有的话)的总含量。