[发明专利]EU-1/ZSM-5复合分子筛及甲苯歧化与烷基转移催化剂和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种EU-1/ZSM-5复合分子筛及甲苯歧化与烷基转移催化剂和应用。

背景技术

甲苯歧化与烷基转移技术是大型芳烃联合装置中最重要的工艺过程之一，其目的是将直接用途较少、相对过剩的甲苯和C₉芳烃转化成用途广泛但供应不足的苯和二甲苯，以满足市场需求。化纤型的现代化芳烃联合企业中，甲苯歧化装置有着举足轻重的地位，它贡献的苯和二甲苯占整个芳烃联合企业苯和二甲苯总量的50%～70%。

甲苯歧化和芳烃烷基转移通常使用分子筛催化剂，现有技术催化剂使用的分子筛包括丝光沸石、Beta分子筛和ZSM-5分子筛，同时负载一种或几种必要的金属组分或者分子筛需要特殊改性处理。如UOP公司的Tatoray工艺于1969年工业化，该工艺采用丝光沸石催化剂。Mobil公司的第一代MSTDP工艺采用高选择性的ZSM-5沸石催化剂，而新一代PxMax工艺采用硅胶改性的HZSM-5沸石催化剂。中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院开发的甲苯歧化与烷基转移催化剂以丝光沸石为主体。

CN1201716A公开了一种甲苯歧化与烷基转移催化剂，其采用SiO₂/Al₂O₃（摩尔比）为15-35的氢型丝光沸石，负载铋的氧化物以及至少一种选自银、铜、锆、锶、镧、铼的氧化物。该催化剂甲苯转化率为45％左右，B+C₈A（苯和二甲苯）选择性为95％左右。

CN1721069A公开了一种甲苯歧化与烷基转移催化剂，其采用H-高硅丝光沸石、H-Beta沸石和H-ZSM-5沸石，负载ⅠA和／或ⅡA族金属或其氧化物以及至少一种选自铋、钼、银、铜、锆、镧或铼的金属或氧化物，其甲苯转化率在45％左右，C₈A选择性在70％～75％左右。

综上所述，现有甲苯歧化与烷基转移催化剂均采用分子筛为载体，都需要负载一定量的活性金属组分或采用特殊的分子筛改性方法，增加了催化剂的制备步骤，提高了催化剂成本。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种EU-1/ZSM-5复合分子筛，以及使用该复合分子筛的甲苯歧化与烷基转移催化剂和应用，本发明含复合分子筛的甲苯歧化与烷基转移催化剂不需负载金属组分就具有优良的使用性能，具有较高的甲苯转化率和较高的苯和二甲苯（B+C₈A）选择性。

本发明EU-1/ZSM-5复合分子筛，该复合分子筛同时具有EU-1分子筛晶相和ZSM-5分子筛晶相，ZSM-5分子筛镶嵌在EU-1分子筛周围，EU-1分子筛在复合分子筛中的重量含量为30%～70%。EU-1/ZSM-5复合分子筛的氧化硅/氧化铝摩尔比为30～50。EU-1/ZSM-5复合分子筛的介孔孔容占总孔容的30%~75%，介孔孔径集中在30~50nm。

注：EU-1分子筛和ZSM-5分子筛的规则孔道直径均为1nm以下，本发明中的介孔指存在于复合分子筛中的，大于分子筛规则孔道的大孔。本申请中，介孔一般指孔直径在2到100纳米之间的孔，介孔孔径集中分布指集中分布的介孔孔容分布的峰值。

本发明甲苯歧化与烷基转移催化剂包括上述EU-1/ ZSM-5复合分子筛，催化剂中的EU-1/ ZSM-5复合分子筛为氢型的复合分子筛，EU-1/ ZSM-5复合分子筛在催化剂的重量含量为15%～95%，其余组分为无机耐熔氧化物。

本发明催化剂中的无机耐熔氧化物可以选自氧化铝、氧化钛、氧化硅、氧化硼、氧化镁、氧化锆和粘土中的一种或几种。

本发明甲苯歧化与烷基转移催化剂应用于以甲苯和/或C₉芳烃为原料制取苯和二甲苯的反应过程。反应过程一般采用固定床工艺，具体反应条件可以在以下范围内优化确定：甲苯与C₉芳烃的质量比为4：1~1：1，氢烃（包括甲苯和C₉芳烃）摩尔比为10：1~1：1，反应温度为300~500℃，反应压力为1~5MPa，烃原料质量空速0.5~4 h^－1。