用于将重质重整产物转化为二甲苯的复合沸石催化剂的生产方法技术

形成复合沸石催化剂颗粒的方法包括将硅源、具有聚季铵化合物的水性有机结构导向剂、水和铝源组合以形成催化剂凝胶。该方法还包括加热该催化剂凝胶以形成具有丝光沸石晶体和ZSM‑5晶体两者的混合物的共生区域的该复合沸石催化剂颗粒。制造二甲苯的相关方法包括将重质重整产物进料到反应器中，该反应器包含这些复合沸石催化剂颗粒，以及通过在该反应器中同时进行该重质重整产物的脱烷基化和烷基转移来生产二甲苯，其中每个复合沸石催化剂颗粒都能够催化这些脱烷基化反应和烷基转移反应两者。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于将重质重整产物转化为二甲苯的复合沸石催化剂的生产方法相关申请的交叉引用本申请要求于2018年3月14日提交的欧洲申请号18382172.7的优先权，将该申请通过援引以其全文并入本文。
本说明书的实施方式总体上涉及催化剂，并且具体地涉及形成复合沸石催化剂和用于重质重整产物转化的方法。
技术介绍
重质重整产物(HR)(主要包含C9+芳烃)是从催化重整产物或热解汽油中提取出更有价值的BTEX(苯、甲苯、乙基苯、二甲苯)馏分后剩余的馏分。传统上，将该馏分直接添加到汽油池中。然而，由于环境法规对汽油中苯含量的限制，重要的是找到将这种流升级为其他有价值的产品的替代方法。一种选项是将重质重整产物中的重质芳烃转化为二甲苯。对于二甲苯衍生物的需求比对于苯衍生物的需求增长得更快。因此，以苯产率为代价的较高的二甲苯产率是有利的目标。可以借助于C9+烷基芳烃的脱烷基化或通过将这些化合物与苯或甲苯进行烷基转移将重质重整产物转化为二甲苯和其他化合物。也可以通过将C9+烷基芳烃脱烷基化为苯和甲苯，以及通过脱烷基化形成的这些化合物与进料中存在的其他C9+烷基芳烃进一步烷基转移，将重质重整产物转化成二甲苯。无论如何，由于第一反应的产物用于第二反应中的转化反应过程的顺序性质，这些通过同时脱烷基化和烷基转移来生产二甲苯的方法具有有限的效率。
技术实现思路
因此，存在对于适用于有效地将重质重整产物转化为生产二甲苯的催化剂的持续需要。本公开的实施方式涉及复合沸石催化剂颗粒、其制备方法和性能，特别地涉及在沸石成分之间在纳米晶体水平上具有紧密接触的这样的催化剂颗粒的合成。复合沸石催化剂可以将重质芳香族化合物(诸如存在于重质重整产物中的那些)的混合物，特别是C9+芳香族烃转化成苯、甲苯和二甲苯，并且特别是转化成有商业价值的二甲苯。根据一个实施方式，提供了一种形成复合沸石催化剂颗粒的方法。该方法包括将硅源、有机结构导向剂、水和铝源组合以形成催化剂凝胶。有机结构导向剂包括聚季铵化合物。最后，该方法包括加热催化剂凝胶以形成复合沸石催化剂颗粒。复合沸石催化剂颗粒包括丝光沸石和ZSM-5沸石两者，并且其特征在于具有丝光沸石晶体和ZSM-5晶体两者的混合物的共生区域。根据另一个实施方式，提供了一种复合沸石催化剂。该复合沸石催化剂在单个催化剂颗粒内包括ZSM-5和丝光沸石。进一步地，复合沸石催化剂具有丝光沸石晶体和ZSM-5晶体的混合物的共生区域，ZSM-5和丝光沸石的共生由XRD曲线表征，该XRD曲线具有在6.6±0.2、7.9±0.2、8.8±0.2、9.8±0.2、13.6±0.2、19.7±0.2、22.5±0.2、23.1±0.2、23.9±0.2、25.8±0.2、26.4±0.2、27.7±0.2处的特征峰。根据又另一个实施方式，提供了一种制造二甲苯的方法。该方法包括将重质重整产物进料到反应器中。反应器包含包括多个催化剂颗粒的复合沸石催化剂。每个催化剂颗粒包括ZSM-5和丝光沸石两者，并且具有丝光沸石晶体和ZSM-5晶体两者的混合物的共生区域。进一步地，该方法包括通过在反应器中进行重质重整产物的烷基转移和脱烷基化来生产二甲苯，其中每个催化剂颗粒都能够同时催化烷基转移反应和脱烷基化反应两者。所描述实施方式的额外的特征和优点将在以下的详细描述中予以阐述，并且对本领域技术人员而言，这些特征和优点将部分地根据该描述而变得显而易见，或者通过实践所描述的实施方式，包括以下的详细描述、权利要求以及附图，而被认识。附图说明图1是根据本公开的一个或多个实施方式合成的复合沸石催化剂和对比可商购的催化剂的X射线衍射(XRD)图案。图2是根据本公开的一个或多个实施方式合成的丝光沸石与ZSM-5的比率为75:25的复合沸石催化剂的透射电子显微镜(TEM)显微照片。图3是根据本公开的一个或多个实施方式合成的丝光沸石与ZSM-5的比率为40:60的复合沸石催化剂的TEM显微照片。图4是可商购的丝光沸石、根据本公开的一个或多个实施方式合成的丝光沸石与ZSM-5的比率为75:25的复合沸石催化剂和丝光沸石与ZSM-5的比率为40:60的复合沸石催化剂的傅里叶变换红外(FT-IR)光谱。图5是可商购的丝光沸石、根据本公开的一个或多个实施方式合成的丝光沸石与ZSM-5的比率为75:25的复合沸石催化剂和丝光沸石与ZSM-5的比率为40:60的复合沸石催化剂的27Al-NMR光谱。图6是用可商购的沸石催化剂和根据本公开的一个或多个实施方式合成的复合沸石催化剂颗粒获得的模拟重质重整产物流的甲基乙基苯(MEB)转化率图。图7是用可商购的沸石催化剂和根据本公开的一个或多个实施方式合成的复合沸石催化剂颗粒获得的模拟重质重整产物流的三甲基苯(TMB)转化率图。图8是用可商购的沸石催化剂和根据本公开的一个或多个实施方式合成的复合沸石催化剂颗粒获得的模拟重质重整产物流的总转化率(MEB+TMB)图。图9是来自用可商购的沸石催化剂和根据本公开的一个或多个实施方式合成的复合沸石催化剂颗粒获得的模拟重质重整产物流的二甲苯产率图。图10是来自用可商购的沸石催化剂和根据本公开的一个或多个实施方式合成的复合沸石催化剂颗粒获得的模拟重质重整产物流的A10产率(具有10个碳的芳烃产率)图。图11是来自用可商购的沸石催化剂和根据本公开的一个或多个实施方式合成的复合沸石催化剂颗粒获得的模拟重质重整产物流的A10+产率(具有大于10个碳的芳烃产率)图。图12是来自用可商购的沸石催化剂和根据本公开的一个或多个实施方式合成的复合沸石催化剂颗粒获得的模拟重质重整产物流的轻烃产率图。图13是来自用可商购的沸石催化剂和根据本公开的一个或多个实施方式合成的复合沸石催化剂颗粒获得的模拟重质重整产物流的甲苯产率图。图14是来自用可商购的沸石催化剂和根据本公开的一个或多个实施方式合成的复合沸石催化剂颗粒获得的模拟重质重整产物流的乙基苯产率图。图15是来自用可商购的沸石催化剂和根据本公开的一个或多个实施方式合成的复合沸石催化剂颗粒获得的模拟重质重整产物流的苯产率图。图16是用可商购的沸石催化剂和根据本公开的一个或多个实施方式合成的复合沸石催化剂颗粒获得的工业重质重整产物流的MEB转化率图。图17是用可商购的沸石催化剂和根据本公开的一个或多个实施方式合成的复合沸石催化剂颗粒获得的工业重质重整产物流的TMB转化率图。图18是用可商购的沸石催化剂和根据本公开的一个或多个实施方式合成的复合沸石催化剂颗粒获得的工业重质重整产物流的总转化率图。图19是来自用可商购的沸石催化剂和根据本公开的一个或多个实施方式合成的复合沸石催化剂颗粒获得的工业重质重整产物流的二甲苯产率图。图20是来自用可商购的沸石催化剂和根据本公开的一个或多个实施方式合成的复合沸石催化剂颗粒获得的工业重质重整产物流的A10产率图。图21是来自用可商购的沸石催化剂和根据本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形成复合沸石催化剂颗粒的方法，所述方法包括：/n将NaOH、硅源、有机结构导向剂、水和铝源组合以形成催化剂凝胶，其中所述有机结构导向剂包括根据以下的聚季铵化合物：/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180314 EP 18382172.71.一种形成复合沸石催化剂颗粒的方法，所述方法包括：
将NaOH、硅源、有机结构导向剂、水和铝源组合以形成催化剂凝胶，其中所述有机结构导向剂包括根据以下的聚季铵化合物：



其中，
X是氢氧根或者选自Cl、Br、I或其组合的卤素；
R1是取代的或未取代的C8-22烷基；
R2是取代的或未取代的C3-6烷基；并且
R3是取代的或未取代的C1-8烷基或烯基；
搅拌所述催化剂凝胶以均质化；以及
加热所述催化剂凝胶以形成所述复合沸石催化剂颗粒，其中所述复合沸石催化剂颗粒包括丝光沸石和ZSM-5沸石两者，并且其特征在于具有包括丝光沸石晶体和ZSM-5晶体两者的混合物的共生区域。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述硅源包括硅胶、氧化硅、卤化硅、原硅酸四烷基酯、硅酸、气相二氧化硅、硅酸钠、胶体二氧化硅或其组合。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述硅源是硅胶，并且所述硅胶是20至60wt.％的二氧化硅在水中的悬浮液。


4.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述聚季铵化合物是二季铵化合物。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，
X是选自Cl、Br、I或其组合的卤素；
R1是取代的或未取代的C18-22烷基；
R2是取代的或未取代的C6烷基；并且
R3是取代的或未取代的C6-8烷基或烯基。


6.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述铝源包括NaAlO2。


7.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，将所述铝源、所述硅源、所述有机结构导向剂和所述水进一步与NaOH组合以形成所述催化剂凝胶。


8.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述催化剂凝胶的加热在密封容器中在自生压力下在130℃至180℃的温度下在搅拌下进行，并且继续所述加热持续10至18天。


9.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述方法进一步包括用0.01wt.％至20wt.％选自由钼、铬、铂、镍、钨、钯、钌、金、铼、铑或...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷德·哈桑·阿布达伍德，阿维利诺·科玛·卡诺，M·特蕾莎·玻缇拉·奥维杰罗，文森特·J·玛格丽特·班纳文，M·特蕾莎·纳瓦罗·维拉尔巴，M·克里斯蒂娜·马丁内斯·桑切斯，伊布拉欣·M·阿尔扎哈拉尼，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，最高科研理事会，瓦伦西亚理工大学，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯;SA